Text
                    итм-вт
АН СССР
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ
ТЕХНИКА ЗА РУБЕЖОМ
В 1985 ГОДУ


ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ТОЧНОЙ МЕХАНИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ им. С. А. ЛЕБЕДЕВА АН СССР ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА ЗА РУБЕЖОМ В 1985 ГОДУ Под общей редакцией члена-корр. АН СССР Г. Г. Рябова Москва-1986
УДК 681.322 (047.1 ) В данном 25-м выпуске ежегодного сборника от¬ ражены состояние и. тенденции развития зарубежной высокопроизводительной вычислительной техники по материалам 1985 и начала 1986 г. 055(02) 2 ©ИТМ и ВТ АН СССР, 1986
I Г. H. Соколова СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗБИТИЯ заиъекной шсокопроизводатишюй ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Мировой парк установленных к концу 1985 г. супер¬ ЭВМ насчитывал примерю 165 штук. Он представлен век¬ торными ЭВМ с конвейерной организацией Cray 1, Cray 2, Cray Х-ИР фирмы Cray Эе search (116 ШТ.), супер—ЭВЫ Cy¬ ber 205 ФЦМ CDC-ETA Systems (ОКОЛО 40 ШТ.), единичными векторными супер-ЭВМ фирм Fujitsu, Hitachi и BSC, не- сколькими скалярными суперсистемами НЕР-1 фирмы Denel- сог и специализированными суперсистемами типа мрр фир¬ мы Goodyear Aerospace. В настоящее врюмя фирме Cray Be¬ se ar ch принадлежит около 70% ряшка супер-ЭЕЫ, эти маши¬ ны проще других супер-ЭВМ в эксплуатации и имеют значи¬ тельное количество разработанных средств системного и прикладного ПО. В 1985 г. свыше 30 тыс. пользователей применяли супер»-ЭВМ Cray в режиме разделения вр»емени. Предполагается дальнейшее быстрое увеличение парка су¬ пер-ЭВМ до 258 шт. в 1986 г. и 1675 (135О’‘)шт. к 1990 г. /1-3/. Максимальная производительность наиболее мощных современных супер-ЭВМ превысила I млрд.оп.пл.зап./с (рис.1, табл.1), однако средняя производительность та¬ ких машин на типовых задачах обычно значительно мень¬ ше и составляет от 10 до 40% от максимальной. Так, на¬ пример, соотношения максимального и полученного при ис¬ пытаниях в Ливерморской лаборатории значений производи- * В различных источниках разные цифры. - 3 -
тельности (в млн.оп.пл.зап./с) составили 1300 и 286 для SX-2, 630 И 100 ДЛЯ 810/20 и 1000 И 161 ДЛЯ VP-400 /I, 4-7/. CJr ст СЕ m •с 1 9 7 С i 9 80 19 8 5 Дата ПЕРВОЙ ПОСТАВКИ Рис,, i . Динамик.'! разработок супер-ЭВМ По-прежнему оольшой интерес в мире вызывают япон¬ ские супер-ЭВМ. В мае 1985 г. в Лос-Аламосской лабора¬ тории (США) были проведены очередные сравнительные ис¬ пытания японских супер-ЭВМ VP-200 (ддомы Fujitsu) и 8-810/20 ‘.фирмы Hitachi), совместимых по ПО с ЭВМ фир¬ мы IBM, с супер-ЭВМ Cray х-мр. Был использован типовой - 4 -
Таблица I Современные супер-ЭВМ Фирма, страна Название супер-ЭВМ дата первой постав¬ ки Стои¬ мость млн. долл. Кол-во машин устан./ заказ. Максималь¬ ная произ¬ водитель¬ ность , млн.оп./с Кол-во процес¬ соров Емкость ОЗУ, Мбайт Тип архитек¬ туры Amdahl, США Model 1100* 1985 7,7- 12,5 3/1 267 128 Конвейерная Model 1200* 1985 10,7- 20 2/1 533 I 256 Конвейерная Model 1400* 1986 12,5- 114 и 64-256 Конвейерная 21,8 Control Cyber 205 1981 5-12 40/ г 5U 1 8-65 Конвейерная Data, (скалярн.) скалярн. США 400’ I (векторы.) векторы. Cray Cray I-MP- 1983 9-16 16/ 470 1-4 32-128 Конвейерная, Research, (скалярн.) многопроцес¬ США 1000 (векторы.) сорная Cray 2 1985 17,6 3/ 200 4 2048 Конвейерная, (скалярн.) многопроцес¬ 1200 (векторы.) сорная Cray 3 1987 6000 16 Конвейерная, (векторы.) многопроцес - сорная ETA ETA-10 1987 20 /I 2000-3000 8 2048 Конвейерная, многопроцес¬ Systems, (скалярн.) США 10000 сорная (векторы.) IBM,США GF-11** 1985 II520 576 1125 Многопроцес¬ (векторы.) сорная RP3*** 1987 1000 512 Многопроцес¬ сорная Pujitsu, PACOM VP-100 1983 8 ■ 9/ 250 I 128 Конвейерная Япония .(векторы.) PACOM VP-200 1983 11,3 5/ 500 1 256 Конвейерная (векторы.) FACOM VP-400 1985 /17 1140 256 Конвейерная (векторы.) Hitachi, S-810/10 1983 315 128 Конвейерная Япония ► 1/9 (векторы.) S-810/20 1984 630 256 Конвейерная (векторы.) NEC, SX-1 1984 570 256**** Конвейерная Япония > 2/5 (векторы.) SX-2 1985 1300 256**** Конвейерная (векторы.) ♦ Разработка фирмы Fujitsu , предназначенная для реализации в США. *♦ Целевая разработка. *** Экспериментальная разработка. ♦*♦• Имеется расширяемая память емкостью 2048 Мбайт. - 5 -
набор из 10 Fortran-программ, содержащих каадая от 400 до 3000 строк. Подтверждена сильная зависимость произ¬ водительности супер-ЭВМ от доли векторных вычислений, а также соблюдение "закона Амдала" для векторного процес¬ сора. По результатам проведенных испытаний в скалярном режиме VP-200 и Cray х-мр оказались чрезвычайно быстры¬ ми машинами примерно равных вычислительных возможностей. В векторном режиме для длинных векторов производитель¬ ность VB-200 была в 2-3 раза больше, чем у Cray х-мр. Производительность s-810/20 оказалась примерно вдвое меньше, чем у vp-200 и Cray х-мр как в скалярном, так и векторном режимах /8/. Существует несколько подходов при расчете произво¬ дительности многопроцессорных ВС, содержащих N процес¬ соров. На практике чаще используется "закон Амдала", в соответствии с которым производительность ВС, реализую¬ щей быструю параллельную и более медленную последова¬ тельную обработку, лимитируется медленной составляющей, что обеспечивает увеличение производительности N-про¬ цессорной системы в i/[f+(i-f)/n] раз, где f - доля (в %) последовательных операций. Это означает, что даже небольшая доля (~ 10%) последовательных операций резко ухудшает производительность системы. Следовательно, для создания высокопроизводительных параллельных ВС необхо¬ димо использовать соответствующее ПО и алгоритмы с вы¬ сокой степенью параллелизма. Показано, что при исполь¬ зовании разной степени распараллеливания производитель¬ ность многопроцессорной ВС может быть увеличена по срав¬ нению с однопроцессорной от 0,3 N раз (работы D.Kuck*а) до практически N раз (0,94 » для системы Калифор¬ нийского технологического института с архитектурой Cos¬ mic Cube, содержащей 64 и 128 ПЭ) /9/. Дальнейшего увеличения производительности разраба¬ тываемых супер)-ЭВМ фирмы Cray Research, ETA Systems,NEC, Fujitsu, Hitachi планируют достичь за счет использова¬ ния архитектур с относительно небольшим числом высоко¬ - 6 -
производительных процессоров с оптимальным использова¬ нием векторной обработки, конвейерной организации, раз¬ витых систем памяти. Следует отметить, что, несмотря на стабильное уве¬ личение производительности ЭВМ за 30 лет развития при¬ близительно в 10 раз каждые 5 лет, для решения сложных крупномасштабных научных и инженерных проблем всегда не хватало вычислительной мощности имеющихся средств. Так, решение наиболее сложных проблем сегодня требует от 500 до 1000 ч счета на супер-ЭВМ /4,10/. Кроме того, большинство пользователей считают, что плата за супер¬ ЭВМ 10-20 млн.долл, или их аренда по цене от I до 8 тыс. долл./ч для них слишком велика /9/. Появление в 1985 г. на рынке средств ВТ минисупер-ЭВМ с соотношением произ- водительность/стоимость примерно в 10 раз лучше, чал у обычных супер-ЭВМ, может существенно изменить данную си¬ туацию. Минисупер-ЭВМ - модульно наращиваемые, сравни¬ тельно дешевые (до I млн.долл.) и доступные для пользо¬ вателя высокопроизводительные (40-60 млн.оп.пл.зап./с) ВС на основе ОС unix с развитыми возможностями вектор¬ ной обработки должны существенно расширить сферы исполь¬ зования высокопроизводительной ВТ (табл.2) /II/. Объем продаж минисупер-ЭВМ в 1985 г. составил 100- 125 млн.долл., в ближайшие годы для этого сектора рынка средств ВТ ожидается максимальный темп роста (40-60% в год); прогнозируемый к 1990 г. объем их продаж состав¬ ляет 1-1,1 млрд.долл./год /12,13/. В табл.З представлены характеристики основных раз¬ работанных и перспективных минисупер-ЭВМ. В настоящее время их разработкой и выпуском в ОПА занимаются около 10 специально созданных фирл /12,14,15/. В последние годы появились также относительно не¬ дорогие "гибридные" высокопроизводительные ВС, состоя¬ щие из специальных процессоров-приставок в комплекте с универсальной машиной в роли управляицАй ЭВМ. Сейчас ши¬ роко используются процессоры для обработки сигналов в реальном масштабе времени (HIB) (fps-sooo и др.) и мат- - 7 -
Возможные области использования высокопроизводительной ВТ Р< О) сб о Д е s s s sA 1иСО О « 8
СО I о к ф SO 21»-ч со О'— о о о Д 1 К Ф ф W §3 Д ф Pf Е-«Э н §<aj О о « ОО о д доо М'-' rq Рч Pi О X он Минисудер-ЭВМ о § 6 ю НЧ S 3 3 О О о ю СО рч о5 (J0 00 г 1 со 1 1 о 00 с\? *-Ч --I о ы 1—1 ю I Pl о о о I OJ со а 1 о I ф ф s а а о СО О Рчс8 § 5S а а е< й я ф Й ф р й ф р о 0) 1 й р я Ре р Й й ф я Ре а а Ф Ф р Ре Г1 О Ре Ре Р 3 а о О Й 3 3 & о о со о '0 Ре В о о о о о а о ‘И •гЧ •н Д й о о <н ф о Vt Я я Р и об Ф о •Н гЧ гЧ •гЧ СП р ф Ф о Я а О Р а и Й Р гР «н р а я -р С й ГО Ф •Н 3 ф Ф я •гЧ •<Ч Я ф Ф Я к р •Н Р Й Ре о £ г—1 ф X Р фр Я Ре Ф о гЧ СП Ф S •н я 1—1 -Н ф гЧ •Н ф сч а р ф гЧ {*> а о Н о Я о гЧ О ф о •И'—! ◄ СО ◄ о ◄ о о со йч (;?С0 со со >r=q 9
ричные процессоры (64-разрядные FBS-I64, 264; 24-, 52-, 58-разрядаые МАР и MiniMap и др.) /13/. Некоторые специалисты считают, что если в 1984 г. началась эра эксплуатации многопроцессорных ВС, причем не только в виде супер-ЭВМ, но и супермини- и супермик- ро-ЭВМ, то 1985 г. ознаменовался началом использования в промышленных разработках идей и технических решений академических проектов параллельных ВС (рис.2). Дункан МНОГОПРОцЕС- ПАРАЛЛЕЛЬ- СДНОПРОЦЕССОРНЫЕ ВС СОРНЫЕ ВС НЫ£ вс STAR TECHNOLOGIE (ST100) NUMfRIX CRAY X- CRAV Г HITACHI FUJITSU NEC CRAY X-MP/f $ EPS-264 CONVEX ,;-l ) ANALOGIC ■apsoo; -1бй GOULD IBM (4300; DEC (YAX f 1/780; IBM PC AT 32-pa?p | G4 ■ РАЗР ETA CRAY3 CRAY 2 -MP; 4 -MP/2 AlLlANT fpS - 5000 (только 32-PA3P! thelMc) E. XS l flexible SEQUEN’ 8BN (BUTTERFLY; 32-pa3p|gu-РДЗР 32 -PA3P |bi ?A3F СиЛЬН0СаЯЗАННЬ|£ ВС С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПАМЯТЬЮ СЛЯБО'ВЯЗАННЬ'Е ВС С РАСПРЕДЕЛЕННОЕ ПАМЯТЬЮ Рис.2. Высокопроизводительные ВС для научных расчетов (R.Duncan? - вице-президент дирмы cdc считает параллель¬ ную обработку "технологической волной" в индустрии ЭВМ в последующие 10 лет /16/. В 1985 г. на рынке средств ВТ появилась первая ком¬ мерческая ВС с параллельной архитектурой - система irsc - 10 -
фирмы Intel, реализованная на базе университетской раз¬ работки Cosmic Cube Калифорнийского технологического ин¬ ститута. В состав iPSC входят до 128 микро-ЭВМ. Эффек¬ тивное быстродействие системы до 10 млн.он.пл.зап./с, цена до 500 тыс.долл. /17/. Архитектура Cosmic Cube использована также при раз¬ работке параллельной мию-системы Ncube на 32-разрядных микропроцессорах. Каждый узел системы может обеспечить производительность до 500 млн.оп.пл.зап./с. Полная кон¬ фигурация системы содержит 1024 ПЭ. Для повышения на¬ дежности, упрощения программирования, повышения скоро¬ сти ввода-вывода данных, снижения стоимости и габаритов системы в каждом узле использованы только 7 СШС: спе¬ циально разработанный кристалл ПЭ, содержащий скалярный и векторный блоки, и 6 кристаллов ДЗУПВ 64Кх4 бит.В на¬ стоящее время несколько блоков системы переданы заказ¬ чикам на испытания /18/. Модификация архитектуры Cosmic Cube использована при разработке в Принстонском университете по контракту НАСА супер-вычислителя для гидродинамических расчетов. Производительность одного узла системы до 400 млн.оп. пл.зап./с, производительность всей системы, содержащей до 128 узлов, оценивается в десятки млрд.оп.пл.зап./с. Система реализуется на 32-разрядных Есь-микропроцессо- рах типа Ат 29525 с общей памятью до 2 Гбайт. Создан 3- процессорный экспериментальный образец системы /19/. В апреле 1985 г. проведены испытания 148-процес¬ сорной системы Butterfly, разрабатываемой по программе Управления перспективных исследований МО США (darpa) на основе микропроцессоров 68000 фирлы Motorola. Использу¬ ется архитектура системы с общей памятью. Ведутся рабо¬ ты по созданию ВС с 256, 512 и 1000 связанных процессо¬ ров. В 1987 г. предполагается испытать универсальную ма¬ тричную систему для военных применений, содержащую 10® ПЭ. Разрабатывается специальное ПО системы /20,21/. На базе потоковой архитектуры, разработанной Мас¬ сачусетским и другими университетами США, создан специ¬ II -
ализированный процессор для обработки сигналов и дру¬ гих задач, решаемых в JMB - ldf-ioo, который объявлен первым коммерческим программируемым параллельным процес¬ сором с потоковой архитектурой. Он имеет модульную кон¬ струкцию, реализован на 32-разрядаых микропроцессорах фирмы National Simiconductor типа 32016, производитель¬ ность от 5 до 256 млн.оп./с /22/. В существующих системах для массовых параллельных вычислений (с сотнями и тысячами ПЭ) не решены проблемы взаимодействия ПЭ, распараллеливания программ,ввода-вы¬ вода данных. Затраты времени на коииутацию, синхрониза¬ цию, разрешение конфликтов из-за совместного использо¬ вания ресурсов значительно снижают теоретическую произ¬ водительность таких систем. Ключевым моментом при со¬ здании быстродействующих высокоэффективных параллельных ВС считается синхронизация работы отдельных процессоров с помощью аппаратных средств и ОС /23/. Несмотря на указанные трудности создания ВС с па¬ раллельной архитектурой, два фактора делают создание та¬ ких систем сегодня реальным и экономически оправданным делом. Это - широкое распространение дешевых 32-разряд- ных микропроцессоров с соответствующими заказными, по- лузаказными и стандартными схемами обрамления, а также дальнейшее увеличение требований к росту производитель¬ ности используемых ВС. Расширяется фронт работ по параллельным архитекту¬ рам в университетах и крупных политехнических институ¬ тах.в настоящее время только в США выполняется около 50 программ и проектов по данному направлению. Наиболее крупные из них, финансируемые правительством США, ука¬ заны в табл.4. Кроме darpa, которое выделяет на работы по параллельным архитектурам до 25$ общей стоимости программы стратегических разработок в области ВТ - SCP (Strategic Computing Program), в 1985 г. ассигнования на эти цели увеличили на 15-20$ Министерство энергетики США, Национальный научный фонд и другие правительствен¬ ные организации /24,25/. - 12 -
Таблица 4 Работы по параллельным архитектурам, финансируемые правительственными организациями США Финансирующая организация Организация-исполнитель. Проекты,направления работ Управление националь¬ ной безопасности (National Security Agency - NSA) Центр исследований по cynej>-3BM(SRC). Алгоритмы и системы для параллельной обработки Министерство энерге¬ тики (Department of Energy - DOE) Сверхбыстродействующие многопроцессор¬ ные супер вычислители для научных при¬ менений о Проекты: Ultracomputer Ныо-Иоркско- го ун-та, Cosmic Cube Калифорнийско¬ го технологического ин-та, Cedar Иллинойского центра супер-ЭВМ, стати¬ ческих потоковых архитектур Массачу - сетского технологического ин-та, ди - намической многомашинной системы для управления базами данных по науке и технике ун-та шт.Флорида, TRAC ун-та шт.Техас, ЭВМ для больших статистиче¬ ских баз данных ун-та шт. Висконсин, Lemur для расчетов в физике высоких энергий Аргоннской национальной лабо¬ ратории, многопроцессорных ВС Лос-Ала¬ мосской, Ливерморе кой национальных лабораторий п лаборатории в Oak Ridge Управление перспектив¬ ных исследований МО США (Defense Advanced Research Projects Agency - DARPA) Архитектура многопроцессорных ВС, Проекты: Butterfly фирмы BBN, Con¬ nection Machine фирмы Thinking Machines, систолические матрицы - Warp-процессор ун-та Карнеги-Меллона, NON-VONи Dado Колумбийского ун-та. Средства эмуляции многопроцессорных ВС Массачусетского технологического ин-та Национальный науч¬ ный фонд (National Science Foundation-NSF) Разработки и исследования новых архи¬ тектурных концепций
Финансирующая организация Продолжение таблицу 4 Организ ация-исполнитель. Проекты, направления работ Управление научно- исследовательских работ ВМС (Office of Naval Research - ONR) Национальное управле¬ ние по аэронавтике и исследованию космиче¬ ского пространства (National Aeronautics & Space Administration - NASA) Проекты: Ultracomputeг Нью-Йоркского ун-та, потоковых архитектур Массачусет¬ ского технологического ин-та, архитек¬ туры ЭВМ для несвязанных процессов об¬ ращения и диспетчеризации ун-та шт.Ви¬ сконсин, Boolean Vector Ma chine (BVM) ун-та Duke; проблемы координации в ко¬ оперативных распределенных системах ун-та шт. Массачусетс, алгоритмы и се¬ тевые архитектуры ун-та шт. Висконсин, многопроцессорные архитектуры ун-та шт. Сев.Каролина, мультимикрокомпьютерные архитектуры Иллинойского ун-та, TRAC ун-та шт. Техас, Cedar Иллинойского ун-та Систолические матрицу ун-та Карнеги- Меллона. Программы: Large Scale Scientific Com¬ puting Стэнфордского и др. ун-тов по разработке алгоритмов и ПО для парал¬ лельных вычислений Проекты: МРР фирмы Goodyear Aerospace, NAS, fem исследовательского центра NASA в Лэнгли, многопроцессорных ВС для гидродинамических расчетов Эимско- го исследовательского центра, ЭВМ для решенил уравнений Навье-Стокса (NSC) Принстонского ун-та - 14 -
Работы по созданию высокопроизводительных ВС буду¬ щих поколений ведутся во всех развитых странах чрезвы¬ чайно широким фронтом. Только в США. объем капиталовло¬ жений в супер-ЭВМ на 10 лет составляет свыше 8 млрд, долл. (табл.5) /II/. США . Основные работы по созданию высокопроизво¬ дительных ВС будущих поколений ведутся в рамках СОИ, включая программу scp, финансируемую dabpa. В рамках СОИ для ведения "звездных войн" предполагается создать "щит" от баллистических ракет противника. Центральным звеном этой системы долина стать автоматизированная си¬ стема управления, использующая ВС нового поколения.Важ¬ нейшей проблемой создания такой системы является разра¬ ботка средств ПО, требуемый объем которого оценивается в 10? строк и более. Большинство специалистов считают задачу создания и отладки ПО такой системы неразрешимой /26/. Важнейшим направлением работ в рамках SOP является разработка экспертных систем военного назначения, в том числе системы управления ресурсами, полезной загрузкой и ремонтно-восстановительными работами для космического корабля многоразового использования и создаваемой к 1992 г. космической станции. Испытания экспертной сис¬ темы должны начаться в конце 1986 г. После испытаний предполагается в течение 3 лет создать базовую диагно¬ стическую систему в рамках разрабатываемой полностью ав¬ томатизированной контрольно-испытательной системы. В 1985 г. DARPA ассигновало на исследования по созданию экспертных систем порядка 20 млн.долл. /27,28/. В рамках scp создаются вычислительные системы во¬ енного, применения производительностью до 10® (1986 г.) и Ю12 (1989-1992 гг.) оп.пл.зап./с. Создаваемые ЭВМ должны обеспечить автономное функционирование военных систем в боевых условиях в JMB,моделирование боевых си¬ туаций, быстрый поиск и выборку информации из очень больших массивов данных. Предусмотрены разработка ПО ре- - 15 -
Капиталовложения СИЛ в супер-ЭВМ (на 10 лет) Таблица 5 Организация Программа, направление работ Объем финансиро¬ вания, млн. долл. Правительственные организации: Ю (DOD) Программа стратегических раз¬ работок в области ВТ (SCPJ СОИ, робототехника и ИИ 1000 1200 Национальный научный фонд (NSF) Университетские центры супер-ЭВМ Сети связи 200 5 Министерство энергетики (doe) - 200 HAGA (NASA) Космические станции, автома¬ тизация, ИИ 600 Национальные ин¬ ституты здравоох¬ ранения (NIH) Медицинские информационные системы, биотехнология Прочие 100 45 Всего: 3,35 млрд. долл. Фирмы: Основные изготови¬ тели супер-ЭВМ Разработка и выпуск супер-ЭВМ 1500 Вспомогательные и новые фирмы 1000 Всего: 2,5 'млрд. долл. Консорциумы и исследовательские центры: Microelectronic & Computer IOOO Technology Corp. Semiconductor Research Corp. TOO Stanford University Center 500 Massachusetts Microelectronic Center 100 NSF University Supercomputer Centers 300 И др. Всего: 2,285 млрд.долл. ИТОГО: 8,135 млрд.долл. - 16 -
чевого ввода, визуального обнаружения и распознавания объектов, а также использование программирования на ес¬ тественном языке. Первоначальный объем финансирования на 1984-1986 гг. составил 300 млн.долл., общий объем финансирования программы оценивается в I млрд.долл./29, 30/. Предполагается, что возможности разрабатываемых ВС будут продемонстрированы первоначально в 3-х экспери¬ ментальных военных системах для Армии, ВВС и ВМС: авто¬ матическом транспортном средстве-, электронном "ассоциа¬ тивном" пилоте и системе управления боевыми действиями кораблей ВМС. Автоматическое транспортное средство для разведки, снабжения войск и доставки боеприпасов будет оснащено навигационной системой и системой технического зрения для распознавания дороги и препятствий. Этот робот дол¬ жен "воспринимать и интерпретировать" окружающую среду и команды высокого уровня, обладать особенностью "пла¬ нировать" свои действия в соответствии с поставленными перед ним задачами. Транспортное средство предполагает¬ ся создать к 1990 г., оно должно передвигаться со ско¬ ростью 10-20 км/ч по пересеченной местности, включая лесистые и пустынные участки. Необходимая для этого ЭВМ должна иметь производительность до 10^ оп. пл. зап. /с и память емкостью 10-100 Гбайт /29-31/. Система электронного "асссоциативного" пилота (си¬ стема-помощник летчиков самолетов-истребителей) должна обеспечить распознавание целей и определять сбои в ра¬ боте бортового оборудования в жестких условиях эксплуа¬ тации (уровень шумов до II5 дБ, ускорение - несколько g). ЭВМ системы производительностью от 4-107 ЛВС* * (1986 г.) до 2«10^ ЛВС (1992 г.) будет автоматически обрабатывать данные с РЛС, оптических и других датчиков. Выходная информация будет сообщаться летчику в форме синтезированной речи. Потребуется база знаний, содержа¬ щая несколько тысяч логических правил. ПО создаваемого 2 3 * 1 ЛВС примерно эквивалентен 10 -10 оп./с. - 17 -
аппарата может отлаживаться как путем моделирования его работы, так и в реальных полетах /29-31/. Система управления боевыми действиями кораблей ВМС будет выполнена как распределенная экспертная система, использующая базу знаний с 2-10^ логических правил, уп¬ равляемую от ЭВМ производительностью ~ 10^ оп./с. Она должна обеспечить вывод на дисплей детальной картины боя, включая диспозицию сил, окружающую обстановку для средств радиоэлектронного подавления, план нанесения удара, прогноз погоды и т.д. Взаимодействие с системой будет осуществляться с помощью средств машинной графики и устройств речевого ввода и вывода. Она будет обеспе¬ чивать 4-суточный прогноз по сценарию "что будет, если" и в обычных условиях заменит в центре управления 20-40 человек /29-31/. В обеспечение вышеуказанных 3-х систем ведутся об¬ ширные исследования по "машинному зрению",речевому вво¬ ду и выводу, экспертным системам, аппаратному и програм¬ мному обеспечениям, микроэлектронике. При этом предпо¬ лагается использовать ВС с новыми параллельными архи¬ тектурами, обеспечивающими сверхвысокопроизводительную обработку. Требования к элементной базе перспективных военных ВС в основном будут обеспечиваться программой разработки ССИС. Для сверхвысокопроизводительных ВС наи¬ более перспективны быстродействующие КМОП-матрицы со степенью интягрануги^TO^-TQ^ вент./крист..работающие на частоте 50 МГц и выше, биполярные логические ИС с высо¬ кой плотностью размещения элементов и GaAs-схемы со степенью интеграции несколько сотен вентилей на кри¬ сталл. В рамках программы предполагается создать новые параллельные ЭВМ для обработки сигналов, символов и мно¬ гофункциональной обработки. Создаваемые супер-ЭВМ для обработки сигналов (производительность до I0-1-2 оп.пл. зап./с) должны обеспечить фильтрацию и анализ корреля¬ ции сигналов, поступающих от датчиков, анализ волновых функций. Основные направления работ здесь: создание про¬ - 18 -
цессорных элеменов на систолических матрицах, програм¬ мируемые матричные процессоры, твердотельные структуры, осуществляющие функции распознавания и счета. Символь¬ ные процессоры должны обеспечить выполнение быстра па¬ раллельных символьных вычислений и быструю расшифровку карт и схем за счет использования супер-ЭВМ с семантиче¬ ской памятью и поиска в базах данных по образцам.Супер¬ ЭВМ дня многофункциональной обработки должны выполнять широкий спектр различных параллельных вычислений с про¬ изводительностью, характерной для сигнальных или сим¬ вольных процессоров /29,32/. Финансируются и могут быть использованы такие проекты параллельных архитектур, как проект программируемого систолического процессора уни¬ верситета Карнеги-Меллона, ЭВМ Dado и NON-VOW Колумбий¬ ского университета, ЭВМ Ultracomputer Нью-Йоркского уни¬ верситета, проект потоковой ЭВМ Массачусетского техно¬ логического института, ЭВМ Butterfly и др. Однако, не¬ смотря на крупные научно-технические и финансовые ресур¬ сы программы SCP,многие специалисты в академических и военных кругах сомневаются в возможности успешной ее реализации в столь короткие сроки. Появилось краткое сообщение об испытаниях фириой Raytheon аппаратуры для спутниковых ЭВМ следующего по¬ коления производительностью до 1,6 млрд.оп.пл.зап./с, разработанной в рамках программы scp /33/. Исследования по программе будут осуществляться под руководством двух органов: Information Processing Tech¬ niques Office и Defense Sciences Office . ВйОВЬ создан¬ ный орган Engineering Application Office ответственен за разработку экспериментальных систем для военных при¬ менений и создание испытательных стендов. Общий уровень финансирования программы оценивается от 10-15 до 20-30% всего бюджета darpa . При проведении работ должны быть созданы около 10 основных и ряд вспомогательных исследовательских цент¬ ров. Вычислительные средства всех исследовательских цен¬ тров, задействованных в программе, должны быть объеди¬ - 19 -
нены в единую вычислительную сеть, что считается одной из основных целей работ. Создание такой сети для межди¬ сциплинарных исследований рассматривается в качестве начального этапа создания общества на основе интеллек¬ туальных ВС (проект sumbx-aim в медицине - один из пер¬ вых шагов в этом направлении). На начальном этапе для подключения к новым ВЦ предполагается использовать су¬ ществующие сети, включая Arpanet и Bitnet МО. США/29/. ЯПОНИЯ . Продолжались работы по проекту ЭВМ 5-го поколения и национальному проекту супер-ЭВМ. После 2-й Международной конференции по ВС 5-го поколения, состо¬ явшейся в Токио в ноябре 1984 г., была произведена ре¬ организация Института по разработке машин нового поко¬ ления (ICOT), сделан акцент на работы по параллельной обработке. В настоящее время работы по проекту ЭВМ 5-го поко¬ ления находятся на промежуточной стадии (1985-1988 гг.). Основная цель этой стадии проекта - создать параллель¬ ную машину логического вывода PIM (Parallel Inference Machine),содержащую порядка 100 процессоров. Параллель¬ но прорабатываются 4 механизма для создания ИМ: 1) редукционный с использованием базового языка ИЛ; 2) потоковый с параллельным выполнением prolog- и Concurrent PROLOG-программ; 3) с полным копированием (типа редукционного); 4) с обработкой блоков предложений. Разрабатываются два варианта параллельной машины логического вывода: Им-R (с редукционным механизмом) и PIM-D (с потоковым механизмом). Предварительные сравни¬ тельные данные результатов моделирования ПО pim-r и pim-d приведены в работе /34/. В 1986 г. будет выбрана одна из разрабатываемых моделей им. На конечной стадии пред¬ полагается создать PIM из I03 процессоров. Продолжалась разработка машины реляционной базы данных Delta, преследовавшая 2 цели: I) создать экспе¬ - 20 -
риментальные возможности изучения различных механизмов обеспечения функций базы знаний и методов реализации этих механизмов; 2) создать экспериментальную систему - средство разработки ПО для пользователей базового язы¬ ка KLO /34/- Цель проекта ЭВМ 5-го поколения - создать сверхвы¬ сокопроизводительные высокопараллельные системы, соче¬ тающие процессоры различных типов (матричные, обычные, процессоры баз знаний). Одной из важнейших проблем,воз¬ никающих при создании новых ВС, является проблема надеж¬ ности, включая самотестирование и использование ИИ для диагностики сбоев /35/. В 1935 г. в рамках национального проекта создания супер-ЭВМ начаты исследования по биофизике и "биологи¬ ческим кристаллам", сверхрешеткам и трехмерным ИС с целью создать элементную базу ВС 6-го поколения. С ап¬ реля 1985 г. Министерство внешней торговли и промышлен¬ ности финансирует новый 5-летний проект sigma, с бюдже¬ том свыше 100 млн.долл. Цель проекта - разработка сети, содержащей более IO4 АРМ с общим ПО. Основное направ¬ ление работ здесь - разработка соответствующих средств ПО, поскольку японские специалисты считают, что в об¬ ласти ПО Япония отстает от США и Европы на несколько лет /26/. ЗАПАДНАЯ ЕВРОПА. Продолжались работы в рам¬ ках совместной Европейской стратегической программа ис¬ следований в области информационной технологии -ESPRIT. В начале 1985 г. работы по программе велись в раисах 104 проектов, охватывающих специалистов из 265 органи¬ заций. До конца года должны были начаться работы еще по 90 проектам, в 1986 г. предполагается анонсировать свы¬ ше 90 проектов. К началу 1986 г. количество участвующих организаций увеличилось до 450 и к середине 198? г. по программе должны работать около 2 тыс.человек. Одна из важнейших проблем для успешной работы в рамках програм¬ мы ESPRIT - создание сети для связи и информационного - 21 -
обмена участников программы между собой. В настоящее время такая сеть создается на базе сети в University College в йгблине, для обращения к ней используются об¬ щедоступные сети. Высказывается много критических замечаний относи¬ тельно бюрократизма, неправильного финансирования и пло¬ хой организации работ по программе: малые фирмы заявляют, что у них нет средств и возможностей реализо¬ вать свои идеи, даже если они так же хороши, как идеи фон Неймана; крупные фифмы обвиняются в расходовании средств программы на свои собственные нужда без всяко¬ го взаимодействия с партнерами. Несмотря на это, преоб¬ ладает мнение, что программа esphit выполнит свою коор¬ динирующую роль в масштабе Европы /26,36/. В английском ответе на японский проект создания ЭВМ 5~го поколения - программе Alvey - основные работы ведутся по 4 направлениям: автоматизации производства, экспертной системе для социальных целей,печатающему уст¬ ройству с речевым вводом и интеллектуальной системе,уп¬ равляющей автоматическими транспортными средствами. Про¬ грамма должна обеспечить новый уровень координации уси¬ лий академических и промышленных организаций; в 85% из ведущихся 174 проектов участвуют и те и другие органи¬ зации. руководство программы считает, что благодаря ей быстро ликвидируется разрыв между промышленностью и уни¬ верситетами. Одно из традиционно сильных в Англии на¬ правлений исследований по архитектурам ЭВМ ведется по отдельному проекту Flagship стоимостью около 20 млн. долл., который рассматривается в качестве основного на¬ правления работ программы по созданию ЭВМ 5-го поколе¬ ния. В проект включены работы по машине Alice и потоко¬ вой ЭВМ Манчестерского университета. Опытный образец ма¬ шины Alice на транспьютерах фирмы inmos создается фир¬ мой ICL. Работы по ПЭ нацелены на создание декларатив - ного объектного языка DACTL - компилятора Alvey. Язык dactl ориентирован на виртуальную машину, отличающуюся стабильной архитектурой, удобной для разработки систем- - 22 -
них программ,и позволяющей переносить ПО с одной сис¬ темы на другую» Создатели языка считают, что dactl мо¬ жет стать международным стандартным языком для ЭВМ 5-го поколения /37—39/. В ответ на СОИ США (но с промышленной ориентацией) и как реакция на "бесполезную бюрократическую" програм¬ му ESPRIT во Франции выдвинута программа Eureca (Euro¬ pean Research Coordinational Agency),которая является не исследовательской программой как таковой, а только ор¬ ганизационной схемой, предлагающей финансовую поддержку в ряде областей исследований, включая супер-ЭВМ, парал¬ лельные архитектуры, ИИ, кремниевые и GaAs сверхбыстро¬ действующие СБИС, автоматизацию производства,робототех¬ нику, лазеры, телесвязь, биотехнологию и новые материа¬ лы. В частности, предполагается включить в программу французские и норвежские разработки супер-ЭВМ производи¬ тельностью 100 млн.оп.пл.зап./с, французские и западно¬ германские разработки векторного процессора производи¬ тельностью 30 млн.оп.пл.зап./с, разработки Англии, ФРГ и Франции в области ПО. Первоначальный уровень финанси¬ рования программы - 230 млн.ф.ст. для 18 стран-участ¬ ниц /26,36/. Для оценки перспектив высокопроизводительной ВТ представляет интерес прогноз развития бортовой ВТ др 2000 г., выработанный на симпозиуме в Остине (США) в 1984 г. Симпозиум проведен по инициативе rasa и прог¬ ноз ориентирован на авиакосмические применения. Исполь¬ зовалась экстраполяция тенденций при допущении возмож¬ ности появления принципиально новых результатов. Прог¬ ноз возможностей производился в предположении наличия соответствующих ресурсов /40/. Отмечалось, что наиболее существенные изменения до 2000 г. ожидаются в следующих областях: ПО, верификация и аттестация систем, связь и управление, использование систем ИИ. Ключевыми моментами названы супер-ЭВМ, стан¬ дартизация интерфейсов и форм представления данных, со¬ - 23 -
здание ВС в обеспечение верификации и аттестации систем. Ожидается, что к 2000 г. соотношение цена/эффектив¬ ность и габариты ВС должны уменьшиться в 102-10° раз; это произойдет главным образом за счет использования мно¬ гопроцессорных параллельных и распределенных архитектур. ВС будут синтезироваться из разнородных процессоров с производительностью некоторых из них до 10 оп./с при ОЗУ 5-10? слов. Будут широко использоваться 32-разряд- ные AIM производительностью I08-I08 оп.пл.зап./с с ОЗУ 5-Ю7 слов, ВЗУ емкостью IO^-IO1* слов и супер-ЭШ,со¬ держащие 102-10° ПЗ производительностью до Ю^2 оп.пл. зап./с с ОЗУ емкостью до слов. ВЗУ будут либо оп¬ тическими, либо в виде комбинации оптической и магнит¬ ной памяти. Дисплеи АШ будут иметь специальное аппа¬ ратное обеспечение для обработки цветных изображений с разрешающей способностью Жх8К элементов. Будут разра - ботаны средства ПО для работы с распределенными гетеро¬ генными базами данных и для ВС, управляющих траектори¬ ей полета в ШВ и помогающих экипажу. Наряду с цифровой будет обрабатываться символьная информация и ■ осущест¬ вляться управление информационными базами данных. Миниа¬ тюрные микропроцессоры будут управлять высокоэффективны¬ ми графически ориентированными AIM, объединенными в крупномасштабные системы. ВС будут иметь распределенную структуру и повышен¬ ную надежность за счет использования универсальных и специализированных подсоединяемых процессоров.Специаль¬ ные сенсорные и исполнительные подсистемы обеспечат не¬ посредственное выполнение многих функций (преобразова¬ ние данных в стандартные форматы, интерфейс с сетями связи, обнаружение и ликвидация сбоев и др.). Отказо¬ устойчивость ВС будет обеспечиваться дальнейшей интегра¬ цией аппаратного и программного обеспечений, а также ре¬ конфигурацией систем. Все подсистемы бортовых ВС будут связаны между собой широкополосными волоконнооптически¬ ми каналами связи в единую сеть. До конца столетия ожидается увеличение степени ин- - 24 -
теграпии логических устройств и устройств памяти пример¬ но на порядок каждые 5 лет. Увеличение емкости магнит¬ ных ЗУ будет происходить более медленными темпами, чем полупроводниковых. Это приведет к сдвигу современного баланса между встроенной и автономной памятью. Существующие серьезные трудности в компоновке и использовании НШ и НЦД для бортовых систем должна раз¬ решить возможность использования оптических дисков. Ши¬ рокое развитие получит волоконная оптика, которая обес¬ печит в одном кабеле до 50 каналов с полосой пропуска¬ ния от 0,5 до I Гбит/с. Оптические линии обеспечат на¬ дежную связь на расстоянии до I км. Значительная часть проблем межсоединений будет решена за счет использова¬ ния нового уровня интеграции моно- и мультифункциональ- ных устройств на кристаллах и пластинах. Программное обеспечение призвано сыграть ведущую роль в развитии будущих высокоинтегрированных распреде¬ ленных систем, работающих в ШВ. К 2000 г. будут разра¬ ботаны базовые алгоритмы для эффективного управления па¬ раллельными и распределенными архитектурами,программные средства для новых крупномасштабных проблем, связанных с математическим моделированием и решением сложных сим¬ вольных задач. Так, будущие супер-ЭВМ должны обеспечить к 2000 г. возможность точного моделирования полной кон¬ струкции самолетов (крылья, двигатели .фюзеляж), при этом использование вычислительных методов должно уменьшить стоимость работ по созданию разрабатываемых систем по крайней мере на 50%. Более весомыми станут аспекты эф¬ фективности и используемости программных средств. Основная трудность при создании систем ИИ - исчер¬ пывающая спецификация. К 2000 г. ожидается широкое ис¬ пользование специализированных экспертных систем,содер¬ жащих от нескольких сотен до нескольких тысяч фактов и правил. Основные успехи здесь будут связаны с формами и методами накопления и организации знаний для различных областей использования, поскольку именно эта чрезвычай¬ но трудоемкая область является узким местом при созда¬ - 25 -
нии современных экспертных систем (сейчас требуется 5-7 человеко-лет для разработки базы знаний - Ю3 правил).Со¬ временные экспертные систем ориентированы на использо¬ вание в ограниченных областях с четко сформулированными фактами и правилами. К 2000 г. считается весьма вероят¬ ным использование сравнительно небольших экспертных бор¬ товых систем. Для достижения требуемого уровня верификации и ат¬ тестации систем создаются полуинтеллектуальные ВС для доказательства теорем. В настоящее время эти работы на¬ ходятся на начальной этапе и медленно прогрессируют,од¬ нако их необходимо продолжать. Из других работ по ИИ для авиакосмических примене¬ ний активно будут разрабатываться системы для поиска пе¬ ли., системы, способные "видеть", "слышать и восприни¬ мать речь", "мыслить". Человекомашинный интерфейс в системах будущего дол¬ жен обеспечить в условиях постоянно меняющейся ситуа¬ ции только нужную для выбора определенного решения ин¬ формацию, позволив человеку сконцентрировать усилия на принятии оптимальных решений, выборе и реализации стра¬ тегий, исключив необходимую при этом обработку информа¬ ции. Ожидается, что дальнейший прогресс позволит созда¬ вать бортовые ЭВМ с вероятностью отказов^10“® за пери¬ од работы 10-20 ч. При этом широкое использование ВТ на всех этапах разработки авиакосмических систем позволит сократить цикл их создания примерно на 20% (с 15 до 12 лет) /40/. При оценке перспектив развития высокопроизводитель¬ ной ВТ необходимо рассмотреть оптические ВС,которые счи¬ таются одним из самых перспективных направлений ВТ,хотя многолетние работы пока не привали к соатутию действую¬ щих ВС.Наиболее реальными представляются планы фирмы Bell разработать к 1987 г. опытный образец программируемого оптического цифрового устройства на бистабильных опти¬ - 26 -
ческих элементах, выполненных на сверхрешеточных струк¬ турах на основе гетеропереходов GaAs/GaAlAs. К 1990 г. предполагается создать образец сверхбыстродействуицего вычислителя с полосой пропускания 100 МГц, способного обрабатывать очень большие объемы цифровых .данных. При этом одна из основных проблем - снижение потребляемой мопутпсти, поскольку в больших матрицах бистабильных оп¬ тических переключателей потребляемая мощность может до¬ стигать нескольких Вт/бит. Больших успехов в создании оптических ЭВМ предпо¬ лагают достичь фирмы СШ, входящие в созданный в 1985 г. в рамках СОИ консорциум по оптической ВТ. Такие работы ведутся также в Европе, где Европейское эконо¬ мическое сообщество ассигновало 2,2 млн.долл, на созда¬ ние опытного образца оптической ЭВМ, и в Японии на фир¬ ме нес, в университете Tohoky и Токийском технологиче¬ ском институте /41,42/.
II В. К. Зейденберг КАПИТАЛИСТИЧЕСКИЙ РЫНОК ВТ В 1985 г. во всем мире набладался спад экономичес¬ кой активности, и, по оценкам фирмы юс , этот спад, невидимому, захватит весь 1986 г. /1,2/. Журнал "Elec¬ tronics” отмечает заметный спад активности такие на рын¬ ке электроники*, однако ожидает, что в 1986 г. на этом рынке наступит новое оживление /2/. В 1985 г. количест¬ во работапдих в электронной промышленности США сократи¬ лось на 2,3%, в том числе в области производства ЭВМ и конторского оборудования на 8$ (на 42 тыс.чел.)/3/. Анализ данных по расходам разных фирм США на ВТ показывает, что 1986 г. ожидается столь же трудным для рынка сбыта ВТ, как и 1985 г., а может быть даже труд¬ нее. Рост затрат всевозможных фирм на ВТ в 1986 г. со¬ ставит только 4,2% (в 1985 г. было 7,4%). Средний рост доходов фирм в 1986 г. составит только 3,1%. В частнос¬ ти, расходы на приобретение персональных ЭВМ существен¬ но уменьшатся /4/. Из-за вялости рынка многие малые фир¬ мы в США по выпуску персональных ЭВМ разорялись, а бо¬ лее крупные свертывали свои производства /5/. В связи с затруднениями на рынке сбыта капиталовложения в отрасли ВТ в 1986 г. возрастут лишь на 4,5% /6/. Рынок ВТ стал в последние годы очень запутанным. В связи с усложнением архитектуры машин и наделением ка- * Всюду будет иметься в виду и радиоэлектроника тоже» - 28 -
тегорий их (супер-ЭВМ, большие универсальные, супермини- ЭВМ, малые коммерческие, мини-ЭВМ, персональные ЭВМ,тек¬ стовые процессоры, терминалы) проводились исследования зависимости стоимости от производительности и справед¬ ливости закона Гроша. Доказывается, что закон Гроша ос¬ тается в силе, но теряет свою универсальность: он ока¬ зывается справедливым внутри отдельных категорий ЭВМ. При этом коэффициенты в формуле закона Гроша оказывают¬ ся разными для разных категорий. В целом выгоднее, на¬ пример, использовать супер-ЭВМ по сравнению с большими универсальными машинами; однако не только экономические соображения определяют целесообразность приобретения той или иной системы /7,8/. Развитие разных категорий ЭВМ происходит неравно - мерно.Считают, что 1984 г. был годом микро-ЭВМ, а 1985г. явился годом больших универсальных машин /9/. По прог - нозу, сумма продаж универсальных ЭВМ с 1982 по 1987 г. возрастет с 11,9 до 15,2 млрд.долл, (на 28%, то есть на 5% в год), а доля этих ЭВМ на всем рынке перечисленных выше категорий упадет за то же время с 42,5 до 26,2%. Наиболее стремительно растет рынок персональных ЭВМ: с 3,9 до 19,4 млрд.долл, за гот же период ( на 397%, то есть на 38% в год), а доля их от общего рынка вырастет с 3,9 до 33,4 %. Весь рынок вырастет с 28 до 58 млрд, долл, (на 107%, то есть на 16% в год) /8/. Очень интенсивно развивается рынок супер-ЭВМ. Пер¬ вые из современных супер-ЭВМ, которые иногда называют супер-ЭВМ 2-го поколения*, появились 10 лет назад, ког¬ да в марте 1976 г. была поставлена в Лос-Аламосскую на¬ циональную лабораторию ЭВМ Cray 1 . Машина была постав¬ лена условно, и официальная продажа состоялась только после полугодовой успешной эксплуатации. Фирма ожидала тогда, что спрос составит с десяток таких машин. Однако ♦ К первому поколению относят ILLIAC—IV , единственный экземп¬ ляр которой был создан фирмой Burroughs в Иллинойском универ¬ ситете, машину ASC , выпущенную фирмой Texas Instruments в 7 экз., и STAR—100 фирмы CDC (в 4-х экэ.) -.29 -
вскоре наступил бум. Соотношение цена/производительность было для супер-ЭВМ очень привлекательным. На конец 1985 г. было установлено в мире 165 супер-ЭВМ, на конец 1986 г. должно быть установлено 258, а в 1990 г. парк супер-ЭВМ, по оценкам, достигнет 1675 машин. Ожидаемый ежегодный рост парка супер-ЭВМ до 1990 г. составит 60$ по количеству и 45% по стоимости. Основные фирмы-изго¬ товители супер-ЭВМ процветают. Лидирующая в этой об¬ ласти фирма Cray Research захватила до 70% рынка су¬ пер-ЭВМ; парк установленных ею машин составил на ко¬ нец 1985 г. 116 систем. Второй идет фирма cdc со своим филиалом eta Systems , поставившая 40 машин Cyber 205 На третьем месте находится фирма Deneicor , поставив - шая 6 машин нер-1 . Фирма IBM , добавившая векторный процессор к своим машинам серии 3090,становится также одной из фирм-продуцентов супер-ЭЕМ /10-12/. Правда, считают, что в традициях фирмы IBM вступать на рынок только тоцца, когда оборот на рынке данного вида про¬ дукции превысит I млрд.долл.Три японские фирмы также включились в борьбу за рынок супер-ЭВМ: фирма Fujitsu с машинами VP-1OO и vp-200 , фирма Hitachi с машинами S-810/10 и S-810/20 и фирма nec с машиной sx-2; об¬ щее количество поставок японских ЭВМ пока составляет единицы /10,11/. Французская фирма Bull также намере¬ на вступить на этот рынок со своей машиной marisis /10/. Если поставки супер-ЭВМ в мире в 1984 г. составили 40 шт. на 300 млн.долл., то, по оценкам, в 1990 г. по¬ ставки составят от 200 до 500 шт. стоимостью порядка 1,5 млрд.долл., а в 1993 г. поставки достигнут 1700 ма¬ шин общей стоимостью порядка 2,3 млрд.долл./II,14-16/. Супер-ЭЕМ установлены, кроме США. и Японии, в Канаде,ФРГ, Франции, Англии, Италии, Швеции, Голландии и Саудовской Аравии; в 1986 г. такие ЭВМ будут в Норвегии, Швейцарии и Абу-Даби /17/. По данным американской фирмы Hambrecht & Quist, доли фирм-изготовителей супер-ЭЕМ на рынке этих машин В 1984 Г. составляли (в %); Cray Research - 55, CDC - 23, - 30 -
pujiteu - 5,Hitachi - 5, и т.д. ,a в 1990 г. составят (в $): Research ~ 38» CDC/ETA - 21, Pujitsu - 11 , Hitachi - 10, нес - 8, прочие - 12. Из поставок 1984 г. 50^ использовались в правительственных организациях,40$ в коммерческих фирмах и 10$ в университетах и научно- исследовательских организациях;ожидаемое распределение в 1990 г. будет несколько иным:30,50 и 20$ соответственно /15/, Цо некоторым оценкам,из 180 установленных и наме - ченных к установке супер-ЭВМ 30 приходится на универси¬ теты, в том числе II в США, 8 в Западной Европе,6 в Япо¬ нии И 2 в Канаде /12/. Широкое распространение супер-ЭВМ и интенсивное их использование приводит к тому, что ставятся на повестку дня задачи (например, из области ядерпого оружия и изу¬ чения плазмы), требующие от десятков до тысяч часов ра¬ боты существующих супер-ЭВМ. В связи с этим интенсивно ведутся работы по созданию все более совершенных супер¬ ЭВМ, в частности, с производительностью до 1000 млрд, оп.пл.зап./с. Прямые и косвенные ассигнования на НИОКР в этой области в США составляют 8,14 млрц.долл. на 10 лет(то есть приблизительно столько же, сколько и на раз¬ работку обитаемой космической лаборатории), в том числе 3,35 млрц.долл. по линии федеральных ведомств (2,2 -DOD, 0,2 - NSF , 0,2 - DOE , 0,6 - NASA ), 2,5 МЛрЦ. ДОЛЛ, вкладывают промышленные фирмы и 2,3 млрц.долл. - различ¬ ные консорциумы и университеты /II/. В настоящее время общее количество потенциальных пользователей ЭВМ класса Cray оценивается в 30000.Од¬ нако многие фирмы и учебные заведения не могут позво - лить себе приобрести в свое пользование супер-ЭВМ из-за их высокой цены (до 10-15 млн.долл.), хотя и нуждаются в машинах более высокопроизводительных, чем имеющиеся суперыини-ЭВМ. Выходом из положения оказываются появив¬ шиеся недавно минисупер-ЭВМ ( minisupercomputer?, near¬ supercomputers, Crayettea, entry level supercomputers, Minisupers.affordable supersomputers ), обеспечивающие производительность лишь раза в 4 меньше производительно- - 31
сти супер-ЭЕМ, но зато при цене раз в 10 меньшей /16, 18/. Первой фирмой, выпустившей такую машину в сентябре 1984 Г., была фирма Convex Computer Corp.; ДО конца 1985 г. она уже продала 80 шт. До десятка фирм, в ос¬ новном мелких, начали также разрабатывать и выпускать подобные маптинн, иногда совместимые по ПО с машинами се¬ мейства Cray /10,16/. На рынке супер-ЭЕМ сложился от¬ дельный сектор минисупер-ЭВМ; рост его ожидается с 125 млн.долл, в 1985 г. до 1,1 млрд.долл, в 1990 г. ( рост 40-60% в год) /16,19/. Другим выходом для маломощных организаций, нуждаю¬ щихся в супер-ЭВМ, является установка больших серийных универсальных ЭВМ (чаще всего фирмы IBM) совместно с матричными процессорами (в частности,фирмы fps ), что позволяет при сравнительно небольших затратах получать достаточно высокую производительность /12/. Продажи мат¬ ричных процессоров за 1985-1990 гг. будут возрастать на 25% в год /19/. В 1985 г. появился новый подкласс машин, которые условно можно назвать параллельными процессорами. Это машины со специализированной архитектурой, позволяющей использовать внутренний параллелизм задач и тем самым получать очень высокую производительность. Такие машины выпускают фирмы Intel (ЭВМ iPSC ), BBN Inc (Butter¬ fly) и некоторые другие. Прогноз мировых продаж описан¬ ных четырех видов высокопроизводительных ВС приведен в табл.1 /16/. Продолжал быстро развиваться рынок супермини-ЭВМ. В 1985 г. он достиг почти 7, а в 1989 г. достигнет поч¬ ти 20 млрд.долл. (табл.2). Для сравнения указано, что мировой рынок больших универсальных ЭВМ составлял в 1983 г. 16 млрд.долл. /20/. По данным другого источника, мировые продажи супермини-ЭВМ в 1984 г. составили 8,94 млрд.долл. При этом на долю Фирмы IBM приходилось 41,9, DEC-27,6, Data General-6, Prime Computer-5,6% И т.д. Большинство машин этого класса имеет производительность - 32 -
Таблица I Мировой рынок супер-ЭВМ, минисупер-ЭВМ, матричных и параллельных процессоров, млн. долл. Раздел рынка Год 1985 1986 1987 1988 1989 1990 Супер-ЭВМ 425 575 750 950 1200 1500 Минисупер-ЭВМ 125 250 375 550 800 1100 Матричные процес¬ соры 175 210 250 300 375 450 Параллельные про¬ цессоры 20 50 100 160 225 300 4-5 МЛН.ОП.пл. зап./с. Фирма Prime Computer считает,ЧТО через 4-5 лет, когда будут использоваться ECL—схемы в суперыини-ЭВМ, их производительность поднимется до 10-15 млн.оп.пл.зап./с /21/. Бурное развитие рынка наблюдается также в области 32-разрядных микропроцессоров (МП). Их выпускают около 20 фирм. Однако в области выпуска МП наблюдается очень заметная тенденция концентрации капитала. Так, в насто¬ ящее время из 21 типа имеющихся на рынке 8-разрядных МП разных фирм на 5 основных типов приходится 85% рынка ; 80% рынка 16-разрядных МП захватили 4 фирмы. Подобная Таблица 2 Мировой рынок суперыини-ЭВМ ГТ О ТУГГ Год llcipK 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 Количе¬ ство, тыс.шт. 6,4 9,96 15,54 20,58 31,13 50,0 86 123 200 Стои¬ мость , млрд, долл. 1,67 2,52 3,65 5,04 6,96 9,26 12,03 15,40 19,56 - 33 -
перспектива ожидается и для 32-разрядных МП. Появления 64- и 128-разрядных МП не ожидается главным образом из- за большой сложности архитектуры супермини-ЭВМ, созда¬ ваемых на уровне кристалла и работающих на языках высо¬ кого уровня. В 1984 г. было продано около 100 тыс. кри¬ сталлов 32-разрядных МП; в 1990 г. ожидается продажа 4,7 млн.шт. Рост мировых продаж 32-разрядных МП ожида¬ ется следукщим(млн.долл.): 1984 г. - 1,2; 1985 г. - 16,8; 1986 г. - 36,1; 1987 г. - 57,8; 1988 г. - 89,6 ; 1989 Г.-134.4 и 1990 г. - 194,8 /22/. США . Прошедший 1985 г. был годом спада экономи¬ ки, затронувшим и область электроники. По данным жур¬ нала " Electronics" , в конце 1985 г. наметился некою - рый подъем /23/. Реальный ВНП США. в 1985 г. увеличился лишь на 3%, а в 1986 г. ожидается рост на 4%; по другим оценкам, рост ВНП в течение ближайших 10 лет в среднем составит 2,8% в год /24/. Обращается внимание на то,что объем капиталовложений в 1986 г. в большинстве основных отраслей промышленности сократится на 1%, а это означа¬ ет снижение спроса на вычислительное оборудование. Кро¬ ме того, много оборудования было закуплено в 1984 г. и его еще не все задействовали. Сумма продаж средств ВТ в 1985 г. составила 57,4 млрд.долл., а в 1986 г. должна достичь 65,3 млрд.долл., что составит 49% от суммы про¬ даж всех средств электроники 131,8 млрд.долл. (табл.З). Сумма продаж вычислительных систем в 1985 г. составила 28,5 млрд.долл., а в 1986 г., по оценкам, составит 32,0 млрд.долл. Наибольший рост продаж из всех категорий ЭВМ приходится на супер-ЭВМ - 62%/23/. Рынок средств ВТ ста¬ новится все более зрелым; этим объясняют замедление тем¬ пов его роста. Если в 1984 г. рост объема продаж соста¬ вил порядка 16% и по причине общего спада его рост соста¬ вил в 1985 г. 10%, то в 1986 г. ожидается его рост на 15%, а в последующие 5 лет рост снизится до 12% в год /25/. Продолжают сохраняться трудности в связи с разра- - 34 -
Таблица 3 Сумма продаж средств ВТ в США., млн. долл. Вид оборудования Год 1984 1985 (оценка) 1986 (прогноз) ЭВМ, всего в том числе: 25568 28090 31956 супер-ЭВМ 520 840 1020 универсальные ЭВМ (0,4-5 млн.долл.) 8290 8870 9897 супермини-ЭВМ (100-400 тыс.долл.) 6545 7060 7836 мини-ЭВМ (20-100 тыс.долл.) 5870 6395 7099 микро-ЭВМ (5-20 тыс.долл.) 2374 2778 3361 персональные ЭВМ (< 5 тыс.долл.) 1180 1090 1260 AIM 789 1057 1483 Подсистемы ЗУ 5624 6274 7312 Цифровые терминалы 6834 7459 8417 Системы ввода-вывода 5930 6630 7821 Средства автоматизации кон¬ торской деятельности 7785 8920 9783 боткой программного обеспечения. Требования к объему ПО растут на 20-25% в год, а численность программистов воз¬ растает только на 5-6%. Для решения этой проблемы, в частности, создается специальная аппаратура для облег - чения разработки ПО(например, машина R-ЮОО фирмы Ra¬ tional) . Примером сложности создаваемого ПО является ПО для управления космическими станциями 90-х годов, объем которого будет исчисляться десятками миллионов строк программы /26/. Наиболее важными событиями на рынке ВТ США в 1985г. были следующие : ввделение на рынке супер-ЭВМ рынка минисупер-ЭВМ и - 35 -
мультипроцессоров (параллельных процессоров); анонсирование фирмой ibm ЭВМ Sierra и начало поставок машин этого семейства IBM-3090/200: появление Micro VAX и фирмы вес (машины типа VAX на одном кристалле ); усиление борьбы в области полупроводников (chip war ) между США и Японией ; анонсирование фирмой ibm кольцевой сети с мар¬ керным доступом Token Ring ; большая равномерность по месяцам объема суммарного оборота фирм в течение всего года ; заметные признаки разрушения фирмы cdc; затруднения ведущих в области разработки ПО фирм ( Lotus , Cullinet и др.). Ожидаемые события на рынке ВТ в 1986 г.: рост продаж больших ЭВМ на уровне 15%; появление ЭВМ Spectrum (на основе Rise ) фирмы Hewlett-Packard , что явится сигналом к усилению борь¬ бы между основными продуцентами ЭВМ ; анонсирования фирмы IBM (монопроцессор из семейст¬ ва ibm-3090 , инженерное арм на 32-разрядном микро - процессоре, новые модели ЭВМ серий 4300 и S/36 , новые модели персональных ЭВМ ); появление дешевых персональных ЭВМ, совместимых с мялтипями фирмы IBM ; выпуск фирмой dec мультипроцессорного варианта ЭВМ VAX ; продолжение агонии фирмы с г*с ; большие слияния в группе фирм bunch /9,27/. Суммарная производительность парка больших и сред¬ них универсальных ЭВМ, установленных в США, составила в 1984 г. 180 млрд.оп./с, в том числе 41% за счет больших и 59% за счет средних ЭВМ /28/. В США в 1985 г. было более 5 млн. персональных ЭВМ, а к концу десятилетия ожидается их 24,4 млн.шт./29/. Федеральное правительство США большое внимание уде¬ ляет состоянию ВТ. Его бюджет на развитие ВТ растет в - 36 -
2^3 раза быстрее, чем бюджет в целом. В 1965 г. феде - ральное правительство истратило на ВТ 13,9 млрд .долл., в том числе 3,1 млрд .долл. на ЭВМ и ПО (81% на покупку и 19% на оплату аренды), а 10,8 мрлд.долл. на зарплату, эксплуатационные расходы, информационные услуги и обу¬ чение. На 1986 финансовый год намечается израсходовать на ВТ 15,2 млрд.долл. Основными потребителями при этом являются военные ведомства. Так,в 1984 финансовом го¬ ду из приобретенных больших систем на сумму 6,73 млрд, долл, на rasa падает 20,5,на ВВС 20,2, на ВМФ 17,3 , на Министерство энергетики 12,7, на армию 10,6%; по¬ ставщиками выступали следующие фирмы (в %):Sperry_ 20,6, IBM - 14, CDC - 9,6, Honeywell - 8,9, DEC - 8,5, Burro¬ ughs - 4,7, Cray Research - 2,5 И Т.Д./30/. Национальный научный фонд hsf , одно из федераль¬ ных ведомств США., продолжает прилагать усилия ко все более широкому доступу ученых и студентов к работе на супер-ЭВМ. Под эгидой nsf создаются и поддерживаются все новые университетские и межфирменные научные цент¬ ры коллективного пользования, оснащенные супермашинами. К началу 1986 г. создано порядка десятка таких центров с направлением исследований от теоретических работ в области передовой вычислительной науки и техники и вы¬ числительной математики до различных прикладных иссле¬ дований /17,31-36/. Доступ многих исследовательских ор¬ ганизаций и отдельных ученых к супер-ЭВМ nsf пытается расширить за счет разрабатываемой широкополосной сети передачи данных /32,36/. Подобные центры создаются и под эгидой национального агентства по безопасности( HSA) /33/. Бвджет ksf на НИОКР все время возрастает: на 1985 финансовый год 1,2, на 1986 финансовый год 1,3, а на 1987 финансовый год 1,5 млрц.долл./33,35,37/. На ис¬ следования в области передовой вычислительной науки и техники выделяются в 1986 финансовом году 88 млн.долл. /32/. В США, считавших себя всегда лидером в области вы¬ сокотехнологичных отраслей промышленности, испытывают - 37 -
все большее беспокойство достижениями Японии в области технологии. Со своей стороны Япония в конкурентных уси¬ лиях обогнать США отмечает, что в США. из 60 млрд.долл, федерального бюджета на 1986 г. 40 млрд.долл, предна - значены на НИОКР Министерства обороны США., то есть в основном на высокотехнологичные отрасли промышленности. Японский бвджет на НИОКР составляет около 6 млрд.долл., то есть в 7 раз меньше американского /38/. В. США про¬ вели анкетный опрос большого количества фирм в области электроники. Свыше 80% ответивших считают, что США опе¬ режают Японию в области ЭВМ и ПО, а менее 10% имеют про¬ тивоположное мнение; 50% считают, что Япония опережает США в области технологии изготовления и производства (packaging and production); 85% считают, что Япония превосходит США по производительности труда.Только 59% опрошенных считают, что лидером в области электронной техники в 2000 г. будут США, 34% - что Япония, а 1% от¬ дает первое место Западной Европе /39/. Положительный мировой торговый баланс США в облас¬ ти ВТ с 5,78 млрд.долл, в 1983 г. снизился до 4,75 млрд, долл, в 1984 г. (на 17,8%). Однако по отношению к Япо - нии ситуация другая: экспорт ЭВМ из США в Японию в 1984 г. составил 1,15 млрд.долл., а экспорт из Японии в США - 3,2 млрд.долл. Общий дефицит США в торговле с Японией в 1984 г. составил 4,1 млрд.долл.(вырос за год на 77,9%) /40/. Рост объема американских продаж ЭВМ и конторского оборудования в мире характеризуется следующими данными (млрд.долл.): 1985 г. - 61,3, 1986 Г.-67.7, 1987 г. - 77,4, 1988 г. - 91,5, 1989 г. - 102,6, 1990 г. - III,4, 1995 г. - 191,4 /41/. Увеличение стоимости доллара (до 50% по сравнению с 1980 г.) по отношению к иностранным валютам приводит к затруднениям для американских элек - тронных фирм в международных торговых операциях, снижа¬ ет их доходы /42/. В США в среднем по всем фирмам в области ВТ на рек¬ ламу расходуется все большая часть дохода (%): 1981 г. - 38 -
_ 0,89, 1982 г. - 1,0, 1983 г. - 1,43, 1984 г. - 1,64. В абсолютных величинах это выглядит так (млн.долл.): 1982 г. - 850, 1983 г. - 1380, 1984 г. - 1865, 1985 г. (по оценке) - 2140, в том числе по фирмам в 1984 г.( в МЛН.ДОЛЛ.): IBM - 518, Apple - 180, DEC - 91, Tandy-74, jjeWlett-Packard - 65, Commodore - 62, NCR - 60, CDC -42, aT&t - 40, Wang - 39, а всего no 10 первым по величи¬ не этих расходов фирмам 1175 млн.долл. Однако ана¬ лиз расходов на рекламу фирм в области ВТ показывает, что для фирм-продуцентов больших универсальных ЭВМ чис¬ ло конкурентов невелико, объяснять роль своей продукции не столь необходимо, как для поставщиков супермини-ЭЕМ, систем автоматизации учрежденческой деятельности, авто¬ матизации проектирования, персональных ЭВМ, ПО и внеш¬ него оборудования,да и продажи больших машин в основном идут на уровне фирм, а не частным лицам. Поэтому доля расходов на рекламу от суммы доходов фирм оказывается меньшей для крупных фирм, чем для малых, (в : ibm-1,2; DEC - 1,6; CDC - I,I,a Apple - 11,8; Tandy - 8,1; Com¬ modore - 4,9 и т.д. /43,44/. Вообще вопросы сбыта на¬ ходятся всегда в центре внимания фирм. Так, например,в фирме IBM все сотрудники отделов сбыта 20 дней в году проходят переподготовку /44/. Борьба монополий за рынки сбыта приводит ко все большему взаимопроникновению фирм одной страны на ры¬ нок другой, все больше возрастает роль транснациональ - ных корпораций и все больше теряются национальные осо¬ бенности отдельных фирн. Отражением этого является объе¬ динение журналом "Datamation" данных по ведущим фирмам в области ВТ всего мира в одну общую таблицу (табл.4). Сумма продаж 100 крупнейших фирм мира в этой области в 1984 г. составила 132 млрд.долл. При этом,кроме фирм США,в перечень вошли 26 фирм других стран, в том числе 7 - Японии, 6 - Англии, 5 - ФРГ, 3 - Франции и по I - Италии, Швеции, Голландии, Финляндии и Норвегии/45,46/. Среди фирм-изготовителей больших универсальных ЭВМ наиболее быстрый среднегодовой рост за I98I-I985 гг.по- - 39 -
эх уло о о Ч t-i М <О О О О СП О 1О СО О- О 00 со О СП О СП 00 О Ю C'J ю > 1-4 О- О СП СО СО см i-i см г- СО 1Л 00 4 О> СП О 4* СП СО LD Q <о Ф со со СП СО О О О • СО 00 со со 4* сп со со со со 4* 00 со in со о Деятельность ведущих в области универсальных ЭВМ фирм в 1984 г. д ь Зш СП СО О Ы О см О 4* О Ю со 4* см о о см ■4» СО СО 4* см О о со’ СП 1-1 4* CD lO t>- ы см СП СО со ID СО О !> > Н О СП СМ М 4* .о со i-i е< VC О Д - О со Ч Оч о Си О LD СП ID СО Ю > Ф СО LO о - 1 - “ -•••'• • 4* Ы 4* 4* СО Ж О- О- СО Ю • • • 1Л * 1-ЧИ со СО ы Ж Ж Ж см 0) rtojg . д Ж Q СО ID О Ж 4* О' СМ Ю а П О Q • СО ID Н 4 Q CD Ж Q Г- СО О СО О Ю «. •—•14* СО СО 4* 4* СП 25 О- со ID СО 4* СМ СО 1-1 1—1 к—1 1—« ж Д’ од W fcf Ч ЕЧ р, t=( ►1000 1) О OXO 40 КО О 4Д« О 14 СО О О СО Г- со СО 4* о о о о см о 4* О - - • - * * - - -СМ 4 0 4 4* СО о- О Q Р Q Q О О СО О СП О- СП tn СО СО Hl-ч соОООСО о СП о ж ж ж ж 1—1 Общий доход, МЛН. долл. й8g &s3 gsfcs sms я СП CM СО Q Q 4* СО m Q О Q ID СМ О СО СМ ID СО 4* 25 4* СО ID О- СО Ж (2 Н Н 1—< 4* 1-1 СМ %Ч- о cd н О coOVi. СХ, Рч СО О СО О Ж СП О>- 4* СО Ю СО СО СМ 4* СО 1—1 СП СМ 0 0 4* СО Ж г^. ф СП Ж 4* О СП 4* СМ СМ Ж Ж СМ Ж СМ СМ СМ 1 см со Доход в обл. ВТ, млн. долл. CM О О СО О СП 4* ф Q Р ID СО СО СП О Ф сп со о in г> сп ф сп о см ю см к со см СМ СМ ю > ф 4 4 > > W 00 Ю СМ сП СМ СО 4* СО СО СО (О СМ СМ СМ Ж Ж Ж Ранг 1983 г. ж см со 4*ioi <о 1 1 1 сп г 1 см ао Фирма (страна) В 5 *£< эыо Я S g из <й 55^ е5*§ ьё 3 в 22 Я§ »3 я о Pi Э о W -гэИ а> О Ф -Р £1 Д Н й <6 ₽ Я ей 3 « М d О Я О 3^ Л М Ж -Н« О 4 О В Сбо So М Q 3}^ О Й Ь'- и g и И СР Н 4 » о о Ранг 1984 г. н \1 4* Ю СО К СП О CM LO <О О «О О ЖЖ Н Н СМ СП 4* С- С уточненными данными дохода за 1983 г. Нет данных 40
казали следующие фирмы (в Cray Research - 44,3, Bur¬ roughs - 25,6, Amdahl - 16,9, IBM - 13,8 /47/. Фирмой-гигантом по сравнению с остальными фирмами продолжает оставаться транснациональная корпорация IBM. Объем продаж ее в 1984 г. превысил суммарный оборот22-хпоследующих в списке крупнейших фирм /45,46/. Во всех сферах рынка средств ВТ, цце участвует фирма IBM, она занимает ведущее место; ее оборот в несколько раз превышает оборот следующей за ней крупнейшей фирмы по данному виду продукции. Практически по любому крите¬ рию фирма IBM превосходит все другие фирмы /25,45,46/. В конце второй мировой войны фирма IBM с оборотом 142 млн.долл.занимала 94-е место среди ведущих фирм США. во всех отраслях промышленности; в 1984 г. она с доходом почти 46 млрд.долл, стала 6-й. Только капиталовложения фирмы в 1984 г. составили 10,73 млрд.долл.(почти столь¬ ко же, сколько Япония тратит на военные нужды).Фирма проводит операции в 130 странах и занимает производст¬ венной и лабораторной площади 6,8 млн.кв.м., что при¬ близительно равно площади Гибралтара. Фирме IBM принад¬ лежит 608 патентов (больше имеет только фирма General Electric - 785):следующими крупнейшими патентодержате - ЛЯМИ ЯВЛЯЮТСЯ фирмы Hitachi (596) и Toshiba (539 па<- тентов) /48/. Доход фирмы равнялся в 1984 г. 45,9 млрд.долл., в 1985 г. ожидается порядка 50 млрд.долл./49/, что состав¬ ляет около 40% общего дохода всех фирм в области ВТ/50/; к 1990 г. фирма намерена превзойти 100-миллиардный ру¬ беж /46,51/ а в 1994 г. достичь 185 млрд.долл. /43/. Продукция фирмы составляет более 2% от всего ВНП США /51/. Из дохода 45,9 млрд.долл, в 1984 г. на большие си¬ стемы, память и ПО падает 51,9%, на средние системы 11,5, на персональные ЭВМ 10,5, на обслуживание 11,5% и т.д. (табл.5)/25,51/. Доля фирмы IBM на рынке ВТ США (по стоимости) со¬ ставляет 67,7%; затем идут фирмы Honeywell 6,8, Sper¬ ry 6,7 , Burroughs 6,2, CDC 3, HCR 2,1% и Т.Д./5/. - 41 -
Таблица 5 ^определение доходов фирмы ibm по видам продукции в 1984 г. Вид продукции Доход, млрд, долл. Доля от общего дохода, % ЭВМ семейства 370 18,9 41,1 ЭВМ семейств Series/3, 8100, Series/1 3,2 7,0 Персональные ЭВМ 4,7 10,2 ПО 3,2 7,0 Обслуживание 5,3 11,5 Федеральные системы 1,7 3,7 Конторские системы 4,4 9,6 Прочее (услуги, материалы, спец, терминалы и др.) 4,5 9,9 Всего: 45,9 100,0 Доля фирмы IEM на мировом рынке больших универсальных ЭВМ составляет, по разным оценкам, 72-75% /20,46,50, 51/. С укорочением цикла производства ЭВМ фирма все больше переходит от сдачи в аренду или на прокат к про¬ даже машин: с 1979 г. по 1984 г. доля продаж ЭВМ фирмы возросла с 41 до 65% /51/, а доля аренды с 1978 по 1983 г. упала с 46 до 24% /46/. Парк больших ЭВМ IBM-308I составил в США в 1982 г. 850 шт., в 1983 г. - 1400, в 1984 г. - 1600 и в 1985г. - 1800 шт.; IBM - 3083: в 1982 г. - 0, в 1983 г. -850, в 1984 г. - 1850 и в 1985 г. - 2100 шт.; IBM-3084 : в 1983 г. - 0, в 1984 г. - 200 и в 1985 г. - 450 шт. Для облегчения их сбыта (в связи с появлением ЭВМ Si¬ erra) в середине 1985 г. снижены цены на все машины семейства 308Х на 6% и ожидается дальнейшее снижение. Машин серии 3090 во всем мире должно быть поставлено - 42 -
1985 г. 450 шт. (модель 200) на 2,5 млрд.долл., в том числе порядка 370 шт. в США. На середину 1985 г. посту¬ пило 1055 заказов от 645 ВЦ США на ЭВМ IEM-3090/200 и 170 на IBM-3090/400; под вопросом находятся еще 85 за¬ казов на модель 200 и 15 - на модель 400. Сроки поста¬ вок на 1055 ЭВМ модели 200: III кв. 1985 г. - 20,1У кв. 1985 г. - 320, 1-е полугодие 1986 г. - 510 и 2-е полу¬ годие 1986 г. - 115; пока не конкретизированы сроки по¬ ставок еще 90 машин /52/. Фирма выступает на рынке очень агрессивно. В об¬ ласти универсальных ЭВМ ее конкурентами выступают фир¬ мы группы bunch (их доля 14,7%), а также фирмы, вы¬ пускающие ПСМ (их доля только 11%, да и то в значи - тельной степени за счет ЭВМ японского изготовления)/25, 44-46/. Фирма очень чутко реагирует на конъюнктуру рынка. Как только утверждаются на рынке новые области("ниши"), так фирма IBM захватывает их, становясь при своей эко¬ номической мощи сразу лидером в данной сфере. Однако фирма никогда не идет непроверенным путем; выпускает ту или иную продукцию только тогда, когда успех сбыта этой продукции обеспечен. Так, в области персональных ЭВМ в 1981 г..когда стало ясно, что большой объем сбы¬ та обеспечен, фирма вступила на рынок в этой области,а уже в 1984 г. эта часть рынка дала фирме более 4 млрд, долл, дохода, что значительно больше любой другой фир¬ мы. Далее, сразу же после вступления на рынок ПО для персональных ЭВМ фирма захватила большую часть рынка и многие мелкие фирмы в этой области либо прекратили свое существование, либо прекратили деятельность в этой области /25,45,46/. Фирма захватила также значительную часть рынка средств автоматизации конторской деятельно¬ сти, информационных управляющих систем и систем автома¬ тизации проектирования. В 1974 г. фирма ввела систему цифровой связи SNA ; хотя эта система не поддержива¬ ется разработанной и распространенной (особенно в За¬ падной Европе) идеологией взаимодействия открытых сис¬ - 43 -
тем ( osI), к системе sna уже подключено в мире при¬ близительно 20000 ЭВМ, в то время как OSI находится еще в значительной мере в сфере кабинетного обсуждения /46/. Почти половина мирового рынка ВТ вне США контроли¬ руется фирмой IBM; доход от зарубежных продаж составил в 1984 г. 18,6 млрд.долл./25,46/. В связи с экономичес¬ кими затруднениями в США почти весь прирост дохода фир¬ ма в 1985 г. получила за счет зарубежных продаж, кото¬ рые за год выросли на 16% и достигли 21,55 млрд.долл. /49/. В Западной Европе, где оборот фирмы составляет 26% от всего ее внешнего оборота, этот оборот в 3 раза превышает доход всех остальных фирм в области ВТ Запад¬ ной Европы /25,46/. Доля фирмы на западноевропейском рынке в 1984 г. составила по большим ЭВМ 65%, по сред¬ ним 30, по малым - порядка 20 и по микро-ЭВМ 35%. Только в дочерней фирме IBM-Deutschiand. в ФРГ работа¬ ет 10,7 тыс. человек (2,5% от общего числа работающих в фирме IBM) с повышенной производительностью, так как до¬ ход от этого филиала составляет порядка 10% от общего дохода фирмы. Из 41 завода фирмы IBM по выпуску ВТ в ми¬ рю 15 находятся в Западной Европе (в том числе 4 в ФРГ) /53/. С фирмой IBM все труднее становится конкурировать. Фирма имеет возможность вкладывать огромные средства в исследования и новые технологические разработки. Вложе¬ ния в НИОКР в 1984 г. составили 4,2 млрд.долл.,то есть больше, чем для всей западноевропейской промышленности ВТ вместе взятой /46/. Для усиления в области производ¬ ства средств связи фирма купила за 1,26 млрд.долл. фир¬ му Rolm Corp. , приобрела долевое участие в фирме mci Communications Corp. Для развития своей полупровод¬ никовой технологии фирма приобрела долевое участие в фирмах Intel , Motorola и др. /25,45,54/. Ниже приведены некоторые данные о деятельности дру¬ гих ведущих фирм и бесприбыльных организаций США в об¬ ласти высокопроизводительной ВТ. - 44 -
у фирмы Amdahl 1984 г. был переходным ГОДОМ к выпуску новой продукции, поэтому успехи фирмы не заметны. Кроме того, 30% своей продукции фирма эк¬ спортирует и в связи с подорожанием доллара ее доходы вне США. снизились. Оборот фирмы за год вырос только на 0,2#. Фирма остается основным поставщиком совместимого с IBM оборудования, однако ее доля на рынке больших си¬ стем снизилась с 12 до 11%. Почти 50% ее продаж - про¬ цессоры. В конце 1984 г. фирма вступила на рынок су¬ пер-ЭВМ, продав 2 ЭЕМ фирмы Fujitsu , владеющей 49,5% ее акций. Таким образом, фирма Amdahl стала третьей фир¬ мой на рынке супер-ЭВМ США и первой, продающей програм¬ мно совместимые с фирмой IBM супер-ЭВМ /45/. Доход фир¬ мы в 1985 г. составил 862 млн.долл./55/. Фирме Burroughs в 1985 г. исполни - лось 100 лет ; она является самой старой из существую¬ щих сейчас американских фирм в области ВТ. Традиционно входящая в группу фирм-изготовителей универсальных ЭВМ, она все больше склоняется к полному обеспечению пользо¬ вателей своих ЭВМ своими терминалами, интеллектуальными AIM, ПО для автоматизации конторской деятельности и се¬ тей. В отличие от многих фирм она все время выступает в одиночку, однако в условиях сокращения рынка универсаль¬ ных ЭВМ вынуждена искать компаньонов. В частности,фирма пыталась объединиться с фирмой Sperry,но пока безрезуль¬ татно. Фирма испытывает трудности со сбытом ЭВМ серии А. Ряд пользователей ЭВМ фирмы Burroughs намерен перей¬ ти к ЭВМ фирмы IBM; сдерживает их только накопленный объем ПО (в основном прикладного). Ряд пользователей не удовлетворен качеством обслуживания. Однако в области самых больших ЭВМ рост поставок в мире составил для фирмы за 1984 г. 60% /45,56/. Доход фирмы в 1985 г. вы¬ рос на 5% и составил, по предварительным данным, 5038 млн.долл. /55/. В конце 1984 г. наступило резкое ухудшение финан¬ - 45 -
С0В0Г0 положения фирмы Control Data (CDC). Фирма перестала выпускать программно совместимые дис¬ ковые ЗУ, а с января 1985 г. передала производство и продажу ЭВМ Cyber 205 дочерней фирме ETA Systems. Отмечается три недостатка в работе фирмы : медлитель - ность в доведении своей продукции до рынка, отсутствие ПО для обработки управленческих данных и ,наконец, боль¬ шие накладные расходы /45,57/. Доход фирмы в 1985 г.не¬ сколько снизился и составил 3679 млн.долл./58/. Возмож¬ но предстоит какая-то реорганизация фирмы. Ее многолет¬ ний руководитель Уильям Норрис ( William Norris ),один из корифеев ВТ, в начале 1986 г. ушел в отставку с пос¬ та председателя,оставшись при этом пока в совете дирек¬ торов /45,59/. Фирма Cray Research контролиру¬ ет приблизительно 60% всего мирового рынка супер-ЭВМ. Она установила в 1984 г. 23 своих машины: две у себя на фирме для разработки ПО и для поддержки управления рын¬ ке»*, 13 проданы на коммерческой основе и 8 отправлены в НИИ и университеты. Из 21 вновь установленной системы 16 Cray Х-МР (.средняя цена 10 млн.долл. )и 5 Cray 1М. Фирма установила на конец 1985 г. по всему миру 116 своих супер-ЭВМ. Однако потребность в них остается очень острой. Начались поставки супер-ЭВМ Cray 2 .Фир¬ ма продолжает разработку ЭВМ Cray 3 . Традиционно фир¬ ма очень много средств вкладывает в НИОКР (до 15-20% от оборота). В 1984 г. эти вложения возросли на 47% и со¬ ставили 37,5 млн.долл. /45,60,61/. Стоимость выполнения программы Strategic Сотри - ting Program агентства D A R Р А оценивается в 600 млн.долл, на первые 5 лет с пиком расходов на разра¬ ботку компонентов в 1987-1988 фин.гг. и со вторым пи¬ ком в конце программы. Эта крупнейшая программа в dar- ра будет поглощать 25-30% всех расходов агентства. При¬ близительно 24 млн.долл, выделялось на 1985 фин.г. и 47 млн.долл, на 1986 фин.г. для демонстрации применения ИИ и экспертных систем в работающих комплексах. В 1987г. - 46 -
darpa намерено иметь в своем распоряжении мощности по выпуску 100 СБИС-пластин на GaAs в неделю. В бюдже¬ те darpa : разработка warp -машины (программируемые систолические матрицы) в университете Карнеги-Меллона; Connection Machine фирмы Thinking Machines Inc .(путь K lisp -машине) с межплатными и межкристальными свя - ЗЯМИ на световодах; ЭВМ Butterfly фирмы Bolt , Вега - nek and Вештпап , прошедшей з 1985 г. испытания со 148 микропроцессорами и наращиваемой до 256, 512 и даже 1000 связанных процессоров; через 2 года предполагает¬ ся провести испытания такой системы с I млн. процессо¬ ров, что считается достаточным для применения в воен - них системах /62-64/. Фирма Denelcor поставила 6 своих сис¬ тем hep-1 (Лос-Аламосской и Аргоннской национальным лабораториям, Баллистической исследовательской лабора¬ тории армии и в МО США); раньше были поставлены еще 2 машины фирме Meseerschmidt-Boelkow Blohm GmbH В ФРГ и фирме Shows Denko к.к. в Японию. Практически были закончены разработки более мощной ЭВМ нер-2 . Однако в конце 1985 г. фирма законсервировала свои работы по супер-ЭВМ, уволила персонал и закрыла помещения до воз¬ можного выхода из серьезных финансовых затруднений /65, 66/. Фирма eta Systems, inc. наме¬ рена поставить свою первую 8-процессорную систему ета-1о производительностью 10 млрд.оп.пл.зап./с фон-нейманов- скому центру в Принстоне весной 1987 г./67/. Фирма Floating Point Sys t е m s ( fps),основной продуцент матричных процессо¬ ров, открыла свой филиал в Японии. На середину 1985 г. в Японию поставлено уже 320 матричных процессоров. На апрель 1984 г. парк матричных процессоров фирмы (кроме Японии) составлял 4100 шт. Следует иметь в виду, что сбыт американских ЭВМ в Японии труден, так как япон¬ ские покупатели приобретают отечественные товары со скидкой /68/. Фирма имеет соглашения о поставках с - 47 -
фирмами Apollo, DEC , Honeywell , IBM и Sperry /16/. По предварительным данным, доход фирмы Hone¬ ywell составил в 1985 г. 6625 млн.долл./'55/. Фирма. Trilogy, возглавляемая Джином Аадалом( Gene Amdahl ), за 5 млн.долл, купила фирму Elxei , специализировавшуюся на выпуске супермини-ЭВМ. Фирма нацеливается на выпуск минисупер-ЭВМ /69,70/. ЯПОНИЯ . Отрасль вычислительной техники Япо¬ нии находится в процветающем состоянии. Реальный ВНП Японии вырос в 1984 г. на 5,8/. Выросли капиталовложе¬ ния в различные отрасли хозяйства, а следовательно, вы¬ рос и сбыт ВТ. Сумма продаж большинства фирм в области ВТ сильно возрастает; спрос на внутреннем рынке на ЭВМ и внешнее оборудование велик, а огромный рост экспорта, имевший место в течение последних двух лет, по-ввдимо- му, будет продолжаться. Спрос на универсальные ЭЕМ на внутреннем рынке вырос в 1984 г. на 10%, а экспорт - на 50% /5,71,72/. Вычислительная техника в Японии стано - вится ведущей отраслью промышленности. Доходы японских фирм по ВТ в 2,5 раза превышают доходы действующих в Японии зарубежных, прежде всего американских, фирм. До¬ ля отечественных фирм в сумме продаж в области ВТ в те¬ чение последних 8 лет превышала 60%. Сумма продаж ЭВМ составляла в 1984 г. порядка 65-70% по количеству и 55- 60% по стоимости /73/. Прирост суммы продаж отечествен¬ ных фирм составил 75% общего прироста в 1984 г. /71/. До 80% экспорта и до 90% импорта ЭВМ и других средств ВТ Японии приходится на США. и страны ЕЭС. С 1981 г. японский экспорт превышает импорт. На США при¬ ходилось в 1983 г. 57% японского экспорта (1,9 млрд, долл.) и 82% импорта (749 млн.долл.), то есть превыше - ние составляло более 1,1 млрд.долл, в значительной ме¬ ре за счет экспорта ЭВМ /73,74/. Японский экспорт ЭЕМ и внешнего оборудования возрос за 1984 г. на 11% и со¬ ставил в 1984 г. 5,2 млрд.долл., в том числе 1,1 млрд, долл. (20,6%) от продаж ЭВМ. Если в 80-е годы основная - 48 -
конкурени'ия нарастала в области внешнего оборудования, то в 90-е годы в значительно большей степени развернет¬ ся конкуренция в области ЦП /75/. За первое полугодие 1985 г. импорт в Японию из США составил 450 млн.долл. и вырос за год на 45,8$. Однако этого роста не достаточно для того, чтобы сократить раз¬ баланс в торговле США. с Японией, который составил в 1984 г. 2 млрд.долл. В Японии несколько снижают тамо¬ женные барьеры для США, в частности на ЦП и внешние уст¬ ройства, и Министерство внешней торговли и промышленно¬ сти Японии ( miti ) даже рекомендует покупать больше аме¬ риканских товаров, однако проникающие на японский рынок американские фирмы не достаточно умеют считаться со спе¬ цификой этого рынка и со сложившимися на нем традициями /76/. В отличие от США, где антитрестовские законы пре¬ пятствуют возникновению связей между ведущими отечест - венными фирмами и поэтому развиваются их связи с зару - бежными, в первую очередь с японскими и западноевропей¬ скими, в Японии сильно распространены межфирменные свя¬ зи как внутри, так и вне страны /73/. Г1о данным японской внешнеторговой организации jet- R0 , парк универсальных ЭВМ Японии на июнь 1984 г.соста¬ вил 130,6 тыс.шт.стоимостью 21,4 млрд.долл. Ожидалось , что в течение ближайших 5 лет этот парк возрастет в 1,9 раза. На рынке универсальных ЭВМ в Японии ввделяются 5 фирм: 4 японские - Fujitsu, Hitachi, NEC,Mitsubishi и американская IBM Japan . По данным miti, Япония выпус¬ тила в 1984 г. 12752 универсальных ЭВМ стоимостью 2,6 млрд.долл. /77/, а парк составил порядка 25,5 млрд.долл., из которых 26$ приходится на долю фирмы IBM Japan ,25 - Fujitsu , 20,5 - Hitachi , 13$ - NEC И Т.Д. Также по данным miti , требования к производительности уни¬ версальных ЭВМ возрастают в Японии примерно на 50$ в год /72/. Фирмы Fujitsu , Hitachi и NEC на середину 1985 Г. поставили в Японии 8 супер-ЭВМ /78/. - 49 -
Японский проект создания ЭВМ 5-го поколения, рас - считанный на 10-20 лет, по трудности осуществления срав¬ нивают с первым покорением Эвереста. При этом считает¬ ся необходимым соучастие всех развитых стран.Научно-ис¬ следовательский центр JIPDEC (Japan Information Pro¬ cessing Development Center) изучает возможности реа¬ лизации такой ЭВМ после 1990 г. ШТ1 начало финанси - ровать создание макета 5GCS(Fifth Generation Сотри - ter Systems): в 1982 г. выделено 40 млн.иен, в 1983 г. - 2,7 млрд.иен, в 1984 г. - 5,1 млрд.иен, в 1985 г. - 4,77 млрд.иен, а всего на 10 лет ассигновано 400 млн. долл, с задачей создания к 1992 г. макета KIPS (Know¬ ledge Information Processing System). Проект поддер¬ живают фирмы Fujitsu, Hitachi, НЕС,Matsushita , Mitsu¬ bishi, Oki, Sharp, Toshiba и др., а также американ¬ ские фирмы Burroughs Corp., DEC Japan, IBM Japan, HCR Japan,Univac Japan /79/. По данным традиционного ежегодного обзора состоя¬ ния 121 00 фирм (с оборотом больше 5 млн. иен в год), 1300 НИИ и 2000 университетов и колледжей, вложения в НИОКР Японии в 1984 г. выросли на 105? и достигли 7,18 трлн.иен (около 2,6% от ВНП). Вложения в НИОКР выросли за 10 лет номинально в 3,2 раза, а в реальном выражении в 1,6 раза. Фирмы вложили в 1984 г. в НИОКР 4,56 трлн, иен, университеты - 1,64 и НИИ - 0,971 трлн.иен (рост соответственно 12,9, 7,1, 2,3%). Общее количество со¬ трудников, участвупцих в НИОКР, на 1.04.1984 г. состав¬ ляло 741,3 тыс.чел. (на 6% больше, чем год назад), в том числе 652,5 тыс.чел. (88%) в естественных науках.Из общего количества сотрудников 465,8 тыс.чел. (62,8%)со- ставляют исследователи, 96,7 тыс. - ассистенты, 97,1 тыс. - квалифицированные рабочие и 82,2 тыс. - вспомо - гательные конторские сотрудники; ведущих исследовате - лей 223,9 тыс.чел. /80/. Сумма продаж средств ВТ в Японии 10 крупнейших фирм составила в 1984 г.12,5 млрд.долл.,что соответствует 83% общего объема продаж средств ВТ в Японии (15 млрд.долл.), - 50 -
а сумма продаж четырех ведущих фирм составила 62% от ?г0 общего объема /71,72/. Помимо этого было экспор¬ тировано средств ВТ на 3,1 млрд.долл. Деятельность ве¬ дущих фирм Японии отражена в табл.6 /72/ ( см. также табл.4)• Ведущей фирмой на рынке ВТ Японии является фирма Fujitsu , которой в июне 1985 г. исполнилось 50 лет. Фирма выпускает вычислительные машины всех классов - от персональных до супер-ЭВМ. Широкий про¬ филь продукции фирмы позволяет ей легко маневрировать на рынке /78,81,82/. Фирма стала второй в мире после IBM в области ВТ и это вызывает особенно жесткую кон¬ куренцию между ними. Япония - единственная страна, где фирма IBM не господствует на рынке ВТ. Ее вытеснила с 1979 г. фирма Fujitsu и фирма IBM пытается всевоз¬ можными путями подорвать ее престиж /72,81,83/. Обо - рот фирмы Fujitsu растет из года в год на 20-25% и более. Фирма имеет тесные связи с японскими и зарубеж¬ ными корпорациями. Фирма владеет 49,5% акций американ¬ ской фирмы Amdahl и через нее продает в США свои су¬ пер-ЭВМ серии V? /78/. Объем капиталовложений составлял в 1984 г. 13,8 , а в 1985 г. 19,1% от суммы продаж. Экспорт за океан вы¬ рос с 15% в 1979 г. до 27% в 1985 г., однако в послед¬ нее время фирма с экспорта перенацеливается на заокеан¬ ское производство. Фирма строит в США завод стоимостью 30 млн.долл, на 400 работающих по выпуску устройств ди¬ сковой памяти и намерена еще построить за 130 млн.долл. завод на 1000 работаадих по производству полупроводни¬ ковых пластин, так что фирма может скоро даже начать ввозить в Японию продукцию своих предприятий и экспорт фирмы может быть не будет возрастать. Вложения в НИОКР устойчиво составляют порядка 10% от суммы продаж и направлены, в частности, на разра¬ ботку супер-ЭВМ на I млрд.оп.пл.зап./с, на разработку устройств речевого перевода с японского на английский и на разработку оптического кабеля с пропускной спо- - 51 -
со Рч Деятельность ведущих в области ВТ фирм Японии в 1984 2 о СП со о CD 00 см CD CD Р ф о ю 00 3 СО СО о СМ ID о м СО !> ен СО ЕН СО СО д g д со ен ен о й *=г Ф СП Ф а sag з 00 ен 00 CD СМ СО см м< Ю о Й ен со • LO н 3 ен СМ ен ен 3 £> ЕН хГ* 4tf см" д д к Сй Еч о ей 5 СО 00 ч* чГ ен ЕН D- о СО ОКЧ ~ ejhvi ч^" 8 3 CD со* ЕН IH 001 о* см Е=( ОХЭ ЙО ЙЗн . ю ЕН ЕН ID СП СП ЕН ФО eq р д S §&рл?So о о ен О СП CD CD ю СП о о о Еч <=( М fa ен со СО 00 Ю* о 00 0- о О 00 СП* СО 3 о СО о д Ф Еч О <5 чд моцо о 441 594 о 3 g 892 CD 3 739 8 ч* § СО о- 00 О 4S >=С СО о LO ен СО ЕН ч* 4tf н* см Н е.5 СП о- со со СО с> 00 Ч* ЕН ID о vt ен ЕН СП* ен СО СП со CD см* см см см см со ЕН ЕН ЕН ЕН ЕН м Д Я 3 та Еч О ggo -ч 8§|Йа 3499 о> СП 5м 44292 8 о со ен ы 1> ЕН 00 § 8 Ч^» CD 1> СО СО О CD 3 чо d& ср V. о см со 00 СО СП со ЕН ID со 3 t> ЕН ч* СП 00 со" со CD % СП см ен СМ ЕН ЕН ЕН ЕН i. еь Plpt о д (4 д 2 К о 4 ей Ф 5 о 3 ”4* СП о LQ м< ЕН СП У EH И'О я о о Ss- СО а см см СО о- 3 ID со СМ СО СП см Ем 4 ий аз СМ см н р »d о Й о 3 £ о о 3 Й сб а Й о о -Р о р о к Й Н Я я S а о о о Й d •гЧ >d Й Й S р о S 3 3 Еч г) • н Д д о TJ О -р р я о и Я о з о •d И чЗ г й 2 > я о ей 3 • а 3 о 5 'd а я S & 3 Я х-ч о О Я XI Р< 3 р •гЧ сб ф d S4 ы Я о а) И & хе а н d 3 ■р о ь О •гЧ з э Я н» о о о н ■гэ о 3 (б -Р XI Я Я о з а н • р р й « еч й d н я •н о Д о •гЧ d Е н И Еч о о Я я р а ен см со' Н4 ID со о 00 СП CD си ЕН Нет данных 52
собностью 800 Мбит/с /81/. Фирма создала первую отече¬ ственную машину с использованием элементов ИИ, в 4 раза более производительную, чем американская lisp -машина, и продолжает работы в этом направлении на основе языка prolog /71/. Фирма Hitachi выделяется среди веду¬ щих в области ВТ фирм мира высокой эффективностью тру¬ да работающих: доход на одного работающего на фирме превышает 130 тыс. долл, в год. Еще только фирмы IBM и Amdahl имеют этот показатель, превышающий 100 тыс.долл. <119 и III соответственно) /45/. Фирма ежегодно вклады¬ вает в НИОКР в области ЭВМ 5-го поколения и ИИ порядка I млрд.долл. /72/. Ее доход в области ВТ растет на 25- 30$ в год /45,71/. Фирма нес является одной из трех японских фирм-изготовителей супер-ЭВМ. В отличие от фирм Fujit¬ su и Hitachi она выпускает машины, не совместимые с ЭВИ фирмы IBM . Это позволяет ей менее пристально следить за анонсированиями фирмы IBM, а больше конку¬ рировать в области технологии и характеристик ЭВМ. По доходам в области ВТ' на внутреннем рынке она по¬ теснила фирму IBM Japan , выйдя на второе место после фирмы Fujitsu . Экспорт ЭВМ фирмы составляет около 15%. В 1985 г. фирма заключила соглашение в США. с фир¬ мой Honeywell о продаже своих ЭВМ серии асos и в Европе с фирмой Bull о том же. Фирма намерена продать в течение следующих 5 лет до 150 своих ЭВМ серии ACOS /72,84/. ЗАПАДНАЯ ЕВРОПА. Объем вложений в ВТ в Западной Европе (табл.7) вырос в 1985 г. на 17% и достиг 73,4 млрд.долл. /I/. Среди ведущих фирм в области ВТ в За¬ падной Европе продолжает ввделяться фирма IBM .однако ее доля среди 25 крупнейших фирм по ВТ этого региона со¬ ставила в 1984 г. 39%, что значительно ниже, чем в пре¬ дыдущие годы. Доля западноевропейских филиалов фирмы IBM составляла 25% от доходов всей фирмы, в то время - 53 -
Таблица 7 Объем вложений в ВТ в Западной Европе Вид затрат 1984 г., млрд, долл. 1985 г., млрд, долл. Рост за год, % ЭВМ и другое оборудование 20,3 24,5 19 ПО и вычислительные услуги 13,0 15,9 23 в том числе ПО 35 Расходуемые материалы 3,2 3,8 17 Средства связи 0,9 1,2 28 Зарплата персонала 23,1 25,3 10 Накладные расходы 2,5 2,7 9 Всего: 63,0 73,4 17 как в 1979 г. эта доля равнялась 42%. Доход следующей по объему продаж фирмы Siemens ag (ФРГ) в 5 раз меньше дохода фирмы IBM в Западной Европе (табл.8) /85/. Успешно продолжаются работы по программе esprit,на которую правительства стран ЕЭС и фирмы поровну выделя¬ ют 1,5 млрд.долл, на 5 лет работ по первой фазе. В те¬ чение первых двух лет израсходовано порядка 80% из 615 млн.долл., выделенных на работы по 100 проектам (из 440 предложенных), начатым в 1984 г., и по 95 проектам, ото¬ бранным в 1985 г. Обозреватели отмечают, что уже выра¬ ботался общеевропейский взгляд у участников из разных стран, работавших совместно. Рабочим языком практически всюду является английский. Хотя программа esprit на¬ правлена против транснациональных корпораций и в первую очередь против фирмы IBM, в ней принимают участие 4 аме¬ риканские фирмы и в том числе фирма IBM. Каждый проект разрабатывается как минимум двумя фирмами из двух стран. Основная задача программы - сделать через 10 лет страны - 54 -
СО Деятельность ведущих в области ВТ фирм Западной Европы в 1984 о СП 4< СП со 319,0 47,6 со со со 4< СО 02 02 со" ■02 о 10 СО 02 40 НЧ о о- о- i-ч 41 10 ю 4 02 -ф К F О 1 я я о О о Я ой Я 4Н< Я 4 4 со 02 о СО СО со О о О- О ОЮСР Ф О РчО 4 х 8 о- J> о СО о 02 О 4* -2Э cd Я ЯЧЭ О нч я- о О о СП О СО о 7Э 4 g Д Ен О 4 нч НЧ нч 1-4 н Я I 1 о 4 я о о я к о frt СД|=[ Д Еч ф Я я о СО о U0 о 4 со О со О СО • со £ Я 42 О cd cdbH о фо я 4чт СП LO СП ю со СП СП JO- СО 02 4< S=( Еч О,ь О OXD око я и о ю LO со со со 4 10 10 о СО О- 1 о ?я я 6 ф cd я o&si к О 4 о К - 00 О о L0 со СО L0 о со СО О О Си О Я О CdE-H S о O0«3Pq Я 4 ю ю я 02 СП нч 10 со о С- Я И 0X0 я о Ф о 4 о о Я 02 о- о СП со 02 о- о5 нч нч со 5S 9 О- jo- 8 о СО с- СО 8? о о я о s§ g? o- со 10 4< О'¬ о 02 co СО 02 10 НЧ СО 02 со СО CZ2 чо о L0 со 02 СО НЧ H-t 4< НЧ L0 10 СО о 4 2 4 4 нч - СО нч J> о СО СП L0 СО о - 2 L0 я 4 и С0 о !—( нч СО СП НЧ о- 02 4 СО 1- СП О СО Р-< Я^5. 02 1 НЧ 02 нч 1 нч Я Я й Я о 4 о -4 02 о 02 СО СО о- со 83 4 <О 10 о Й яай СП о НЧ СО 10 4 со j> LD 02 и ч 02 £> О 02 L0 НЧ L0 02 4 О- СО OXDE-< Я 3 4< 02 02 СО НЧ F-H 4 1-1 СО CQ нч i=(opq 2 2 41 »Я 4 О ф 00 о я я СП НЧ СО СО о L0 СО ГО СО L0 я о ч 10 СО 83 СП СО о 02 00 СО О- СП S ф cd 2 я нч 02 НЧ 02 нч нч ЯЪЧ о 1 о СП U0 сх? СО со нч 10 '£> со о 10 Рч я ч cd О О 0 4 СО СП нч со" 02 со о- сп 4 02 1-1 1 1-1 Я Я 1 Е4 • Л 4о 3^ * . t 4 02 ю 41 о 10 со о- СП L0 СО gg дi«g«g S? СП о о 10 со ■4 Я1 4 85 8 НЧ О'» СП о- О со нч со ООН Си О О 4 о о 02 нч нч нч Зо PQCO К 02 4 НЧ F Я СО а §? 1—1 02 4< LO со о СП СО 02 4< со РЧ НЧ ьч нч нч о с d Я Рн й Ф i Рч 'Э* Q d я а а f-Ч я о о Я О Я в. я 3 о сО С со d ф а S •н -р -р ф > 3 о S гЧ а о о я О) я ‘S о й я 5 3 о р р 3 о -ч i-Ч ф £ ф в ф •Н о гЧ f4 нЗ ф о с! я •Н <-ч м 3 о я Q о Н1 (Л о Q я нч Я О Я я си РЧ нч 02 со 4 ю со СП О 02 <О 02 1Я НЧ НЧ НЧ 55
ЕЭС конкурентоспособными с США и Японией /85-87/. По программе esprit ведутся работы по многим проектам в области микроэлектроники и,хотя программа далека от завершения, несколько проектов пытаются сде¬ лать демонстрационными ввиду подготовки бвджетных обо¬ снований на вторую 5-летнюю фазу программ /86,88/. В числе работ есть и разработка англо-французской супер¬ ЭВМ на 500 млн.оп.пл.зап./с стоимостью в 10 раз мень¬ ше, чем для аналогичных ЭВМ; проект, финансируемый на 50% за счет esprit , потребует на 3 года 6,5 млн.ф.ст. Супер-ЭВМ будет состоять из многих узлов по 16 транспью¬ теров каждый с программируемыми соединениями /86,88-90/. Совместно в странах Западной Европы разрабатывается также программа создания объединенной европейской циф¬ ровой сети RACE ''Research for Advanced Communications in Europe ) /85,91/. В 1985 г. сформулирована программа работ еще по од¬ ной программе Eureca (European Research Coordinating Agency), ввдвинутой по инициативе Франции. Основная за¬ дача программы - обеспечение проведения европейских НИОКР на уровне высших технологий США и Японии во всех невоенных областях, в том числе в области информатики. Представители на уровне министров 18 западноевропейских стран в конце 1985 г. согласовали первые 10 проектов об¬ щей стоимостью 315 млн.долл., в которые включены 14 стран. Другая группа(около 50 проектов)должна быть ут¬ верждена до июля 1986 г. Среди проектов - исследования в области лазеров, оптоэлектроники, микро-ЭВМ, конти - нентальной сети связи и др. Один из проектов предусмат¬ ривает разработку в течение 5 лет компактной векторной ЭВМ фирмами Matra SA (Франция) и Norsk Data AS(Нор¬ вегия) /91,92/. Пока еще не совсем ясно, как программа этих работ будет согласована с программами esprit и race. Осу¬ ществление всех этих программ сталкивается с проблема¬ ми финансирования и с тем, что малые страны боятся, что их обойдут при распределении участия в наиболее привле- - 56 -
^тельных проектах /91/. Программы esprit и Еигеса очень тесно связаны с американской программой звездных войн, причем если пер¬ вая программа нацелена в основном на выполнение докон- курентных НИР, то Еигеса включает и ОКР, и выпуск про¬ мышленных образцов. Отмечается существенная разница в финансировании. Программа звездных войн субсидируется полностью правительством США, а обе европейские прог - ряммы финансируются частично правительствами стран ЕЭС, а частично фирмами /88,92/. Помимо общеевропейских программ имеются также ло¬ кальные межнациональные программы. Так, фирмы Bui). , ICL. и Siemens образовали в 1984 г. Европейский иссле¬ довательский центр ПО ВТ ECR(European Computer Reaearch Center) и Центр ПО программированию ( Software Center)• работы ведутся в области языков, систем баз знаний, че¬ ловеко-машинного взаимодействия и архитектуры ЭШ для символьной обработки /88,93/. Продолжается также выполнение различных националь¬ ных проектов, в частности в области ИИ ( Alvey в Анг¬ лии, Konzept в ФРГ, работы во Франции). В ФРГ разра¬ батывается проект супер-ЭВМ Supernum производительно¬ стью более I млрд.оп.пл.зап./с; окончание работ, в ко¬ торых принимают участие свыше 10 фирм, университетов и НИИ, намечено на конец 1988 г. /94/. В Англии в рамках программы Alvey создается своя супер-ЭВМ, на разработку которой на последующие три го¬ да выделяется свыше 20 млн.долл., из которых 60% выде¬ ляет правительство. В основе разработок лежат работы Манчестерского университета и Лондонского королевского колледжа, а в реализации принимают участие фирмы icl и Piessey . Полномасштабный образец машины предполагает¬ ся закончить в середине 1987 г., а запустить его на язы¬ ке функциональной логики в середине 1988 г. /90,95,96/. Ведущей европейской фирмой в области ВТ в Западной Европе является фирма Siemens AG . Из общей суммы про¬ даж 49% получено в ФРГ, 10% в Северной Америке и 22% в - 57 -
других странах Европы. Из 319 тыс., работающих в фирле, 103 тыс.чел. работают вне ФРГ. Фирма свыше 8% общего до¬ хода вкладывает в НИОКР /97/.
А. В. Петров НОВЫЕ ЗАРУБЕЖНЫЕ ВЫСОК011РОИЗВОД1ТЕШ1ЫЕ ЭЕМ Описания высокопроизводительных универсальных вы¬ числительных машин и супер-ЭВМ с быстродействием нес¬ колько миллионов операций в секунду и более, анонси¬ рованных или находившихся в стадии разработки в I98&- начале 1986 гг., даны по странам и фирмам. США . Фирма А 1 1 i a n t Computer Systems анонсировала минисупер-ЭВМ fx/8 серки fx, в которой впервые применены одновременно 2 метода уве¬ личения быстродействия - векторная обработка и парал¬ лельная архитектура, что позволило довести производи¬ тельность ЭВМ до 94,4 млн.оп.пл. зап./с (векторные опе¬ рации) и 32 млн.оп./с (скалярные операции) при 32-раз- рядных вычислениях. Шкость ОЗУ машины FX/8 составляет 64 Мбайта, стоимость от 270 тыс. до I млн.долл, (в за¬ висимости от конфигурации). Минисупер-ЭВМ fx/8 представляет собой вычислитель¬ ный комплекс из восьми векторных процессоров и комплек¬ та интерактивных процессоров, работающих параллельно. Интерактивные процессоры реализуют такие функции, как взаимодействие с пользователем и ввод-вывод данных, а также некоторые функции ОС. Они выполнены на базе микро¬ процессоров 68012 фирмы Motorola и объединены при помо¬ щи шины Multibus. Каждый процессор имеет локальную па¬ мять емкостью 512 Кбайт и доступ к общей памяти системы за счет использования идеи виртуальной памяти. Векторные процессоры (процессорные элементы) ЭВМ - 59 -
работают в конвейерном режиме и имеют быстродействие 11,8 млн.он.пл.зап./с каждый. По мере увеличения числа процессорных элементов производительность минисупер-ЭВМ возрастает линейно. Каждый процессорный элемент имеет в своем составе 4 блока: блок обработки команд, работающий в конвейер¬ ном режиме с пятью уровнями; блок векторной обработки с процессором с плавающей запятой, также работающий в конвейерном режиме; блок переключения процессорного элемента,являющийся интерфейсом канала передачи данных между процессором команд, блоком управления, ОЗУ и кэ- шевым ЗУ; блок управления параллельными вычислениями. Векторные процессоры минисупер-ЭВМ рх/8 выполнены на базе КМОП-элементов с плотностью компоновки 8 тыс.вент/ ГфИСТ. Для обеспечения эффективной реализации принципов параллелизма фирма разработала компилятор fx/fortran и применила ОС concentrix, созданную на базе ОС UNIX. Компилятор PX/PORTRAN И ОС Concentrix ПОЗВОЛЯЮТ поль¬ зователям минисупер-ЭВМ рх/8 применять существующие прикладные программы других фирм (в частности, фирмы dec) без перепрограммирования /1-4/. Кроме того, фирма Aiiiant Computer Systems объ¬ явила о выпуске младшей модели серии FX - супермини-ЭВМ рх/1. Эта машина имеет средства векторной обработки данных, однако при ее создании не были применены прин¬ ципы параллельной архитектуры. Быстродействие суперми¬ ни-ЭВМ fx/1 составляет 11,8 млн.оп.пл.зап./с,стоимость - 132 тыс.долл. /1-4/. Фирма a m d a h 1 в 1985 г. анонсировала две су¬ пер-ЭВМ: Model 1400 и Model 500, являющиеся соот¬ ветственно старшей и младшей моделями семейства су¬ пер-ЭВМ, в которое уже входят анонсированные в 1984 г. машины Model 1100 и Model 1200.Обе новые супер-ЭВМ раз¬ работаны И выпускаются ЯПОНСКОЙ фирмой Fujitsu и пол¬ ностью соответствуют машинам vp-400 и vp-50 этой фирмы. Производительность супер-ЭВМ Model 1400 составляет - 6U -
j 14 млрд.оп.пл.зап./с, емкость ОЗУ 64-256 Мбайт,сто¬ имость 12,5-21,8 млн.долл. Супер-ЭВМ Model 500 имеет производительность 133 млн.оп.пл.зап./с, ОЗУ емкостью 32-128 Мбайт и стоит 4,9-9,7 млн.долл. Время цикла обе¬ их машин составляет 7 или 7,5 нс. Их процессоры выпол¬ нены на базе ECL-схем с временем переключения 350 пс. Эти супер-ЭВМ имеют воздушную систему охлаждения.Язы¬ ком программирования новых машин является fortran; в них используются ОС MVS, MVS/ХА И VSP, в состав кото¬ рых введены 83 дополнительные команды для обработки векторов. Начало поставок супер-ЭВМ Model 500 было на¬ мечено на 1У кв. 1985 г., а супер-ЭВМ Model 1400 - на II кв. 1986 г. По мнению специалистов, супер-ЭВМ Model 500 является промежуточным звеном между современ¬ ными высокопроизводительными универсальными ЭВМ и мощ¬ ными супер-ЭВМ и будет пользоваться широким спросом /5-8/. Кроме того, в 1985 г. фирма Amdahl дополнила се¬ мейство универсальных ЭВМ 580 тремя новыми моделями: 5890/200, 5890/300 и 5890/600. ЭВМ 5890/200 (произво¬ дительность 27-29 млн.оп./с) и 5890/300 (производитель¬ ность 36-38 млн.оп./с) являются двухпроцессорными. Они имеют ОЗУ емкостью 64-256 Мбайт и 32-64 мультиплексных канала. ЭВМ 5890/200 в минимальной конфигурации стоит 4,25 млн.долл., ее поставки начнутся в I кв. 1987 г. Стоимость ЭВМ 5890/300 в минимальной конфигурации со¬ ставляет 5 млн.долл., начало ее поставок намечено на II кв. 1986 г. Четырехпроцессорная ЭВМ 5890/600 имеет быстродей¬ ствие 58-75 млн.оп./с, ОЗУ емкостью 128-512 Мбайт и 64-128 мультиплексных каналов. Она оснащена двумя глав¬ ными и шестью дистанционными пультами управления. В ее составе имеются 2 распределительных блока питания. В минимальной конфигурации ЭВМ 5890/600 стоит 9,33 млн. долл., ее поставки намечены на 1У кв.1987 г. Время машинного цикла всех трех ЭВМ составляет 15 нс. Их центральные процессоры, выполненные на ECL- - 61 -
схемах, имеют конвейерную архитектуру, которая позво¬ ляет каждому процессору одновременно обрабатывать 5 ко¬ манд. В 4-процессорном хе комплексе в целом на разных стадиях выполнения может находиться до 20 различных ко¬ манд. Память новых машин имеет иерархический характер. В ЗУ различных уровней использованы элементы ЗУПВ ем¬ костью 4, 16 и 256 Кбит. В качестве программного обес¬ печения во всех трех машинах применяются ОС mvs/sp (вер¬ сии I И 2), VM/SP НРО и MV/ХА SF. Специалисты полагают, что новые ЭВМ фирмы Amdahl предназначены для конкуренции с машинами семейства Sier¬ ra фирмы ibm. Однако их конкурентоспособность вызывает определенные сомнения из-за невозможности наращивания предыдущих моделей до уровня новых, а также потому, что поставки двух из трех машин начнутся не ранее 1987 г. /9-14/. В целях повышения конкурентоспособности своей про¬ дукции на рынке ВТ фирма Amdahl в 1985 г. 2 раза снижа¬ ла цены на ЭВМ семейства 580. За год стоимость этих ма¬ шин упала в среднем на 10-25% /9,15,16/. Кроме того,ем¬ кость ОЗУ всех ЭВМ этого семейства была увеличена до 128 Мбайт, а ЭВМ 5868 и 5880 до 256 Мбайт /9/. Помимо этого, фирма Amdahl расширила возможности анонсированного ею в 1984 г. многопрограммного средства Multiple Domain Feature (MDF). Теперь MDF позволяет раз¬ делять двухпроцессорный вычислительный комплекс на 8 са¬ мостоятельных доменов,каждый из которых работает со сво¬ ей ОС. Специалисты считают, что благодаря использованию MDF область применения машин, оснащенных этим многопро¬ граммным средством, будет значительно расширена /13/. В 1985 г. фирма Amdahl получила первый заказ на продажу супер-ЭВМ Model 1100 производительностью 264 млн.оп.пл.зап./с. Заказ поступил от норвежского агентства "Норстар". Преодолеть жесткую конкуренцию со стороны фирмы Cray Research фирме Amdahl ПОМОГЛО нали¬ чие большого количества прикладных программ, поставляе¬ мых в комплекте с супер-ЭВМ Model 1 юо /17/. - 62 -
Фирма Bolt, В в г а а е к and Н е w - а в п (BBN) Laboratories анонсировала ЭВМ Butterfly, производительность которой составляет 60 млн. оп./с. Эта ЭВМ представляет собой параллельную мульти- лвкропроцессорную систему с тесными связями; в ее состав входят 128 процессоров, объединенных общей ши¬ ной, коммутационные возможности которой возрастают с увеличением числа процессоров. Каждый процессор, сос¬ тоящий из микропроцессора Motorola 68000 и сопроцессо¬ ра, разработанного фирмой ввя Laboratories, имеет про¬ изводительность 0,5 млн.оп./с. Архитектура ЭВМ Butterfly предусматривает, что каждый процессор оснащается локальной памятью и вместе с тем имеет доступ к общей системной памяти. Емкость памяти и возможности устройств ввода-вывода можно на¬ ращивать одновременно во избежание появления узких мест. Синхронизация работы ЭВМ обеспечивается сокращенной версией ОС chrysalis, которая осуществляет распреде¬ ление заданий между процессорами. Стоимость ЭВМ Butterfly относительно невелика: каждый входящий в ее состав процессор стоит 7-9 тыс. долл. В настоящее время установлено и эксплуатируется уже 16 таких машин. По заявлениям фирмы, ЭВМ Butterfly предназначена для обработки больших объемов числовой информации с очень высокой скоростью /18,19/. Фирма Burroughs в 1985 г. анонсировала серию высокопроизводительных универсальных ЭВМ AI5, которые предназначены для конкуренции с машинами се¬ мейства sierra фирмы IBM. В состав этой серии входят 8 моделей, количество центральных процессоров в которых варьируется от I до 4. Однопроцессорная ЭВМ AI5 Model г имеет быстродействие 15-17 млн.оп./с., ОЗУ емкостью 24-48 Мбайт и 32 канала ввода-вывода; ее стоимость со¬ ставляет 2,92 млн.долл. Двухпроцессорные ЭВМ AI5 Mo¬ del н, Model I и Model J имеют быстродействие 28-32 млн. оп./с, ОЗУ емкостью 24-96 Мбайт и 32-64 канала ввода- - 63 -
вывода; их стоимость равна 4,2-4,5 млн.долл. Трехпро¬ цессорные ЭВМ AI5 Model к и Model L имеют быстродей¬ ствие 40-46 млн.оп./с, ОЗУ емкостью 24-192 Мбайта и 32-64 канала ввода-вывода; их стоимость составляет 6-6,8 млн.долл. И, наконец, четырехпроцессорные ЭВМ AI5 Model м и Model к имеют быстродействие 50-59,5 млн.оп./с, ОЗУ емкостью 24-192 Мбайта и 32-64 канала ввода-вывода; их стоимость равна 7,6-8,4 млн.долл. Центральные процессоры всех моделей серии AI5,вы¬ полненные на базеЕСЬ-схем, имеют время машинного цикла 67 нс. Машины серии AI5 программно совместимы с ЭВМ се¬ рий В-5000, В-6000, В-7000 и семейства А. В них исполь¬ зуется воздушная система охлаждения. Благодаря удачной компоновке и оригинальным конструкторским решениям они занимают приблизительно на 45% меньше площади и потреб¬ ляют на 55% меньше энергии, чем ЭВМ серии В-7900. На¬ чало поставок этих машин было намечено на конец 1985 г. - начало 1986 г. По мнению специалистов, ЭВМ серии AI5 по своим ха¬ рактеристикам не уступают машинам семейства sierra Фир¬ мы IBM, а по некоторым параметрам и превосходят их, од¬ нако существенным недостатком является отсутствие необ¬ ходимого количества разнообразных прикладных программ /20-24/. В 1985 г. фирма Burroughs выпустила также серию универсальных ЭВМ малой производительности AI0, в со¬ став которой входят 2 машины: aiof и aioh. По своим ха¬ рактеристикам эти ЭВМ занимают среднее положение между машинами серий А9 и В-7900. Однопроцессорная ЭВМ AICf имеет производительность 2,7 млн.оп./с, ОЗУ емкостью 12 Мбайт и стоит 580 тыс. долл. Начало ее поставок намечено на 1986 г. Производи¬ тельность двухпроцессорной ЭВМ aioh составляет 4,8 млн. оп./с, емкость ОЗУ 24 Мбайта, стоимость 962 тыс.долл. Ее поставки начались в 1985 г. Центральные процессоры обеих машин выполнены на ecl -схемах, а в памяти исполь¬ зованы элементы ЗУ 11В емкостью 256 Кбит. Емкость ОЗУ ЭВМ aiof и aioh может быть увеличина до 96 Мбайт. Стоимость - 64 -
даддого дополнительного модуля емкостью 12 Мбайт со¬ ставляет 80 тыс.долл. В машинах серии AI0 используют¬ ся новая ОС 3.6 и старая ОС 3.5 /25-29/. Фирма Control Data Corpora¬ tion (CDC) в 1985г. прекратила работы по созданию новых супер-ЭВМ и передала все полномочия в этой облас¬ ти своей дочерней фирме втд Systems. Тем не менее фирма CDC намеревается продолжать производство супер-ЭВМ Cyber 205 и оставляет за собой функции по обслуживанию уже установленных машин этой марки /30-32/. В 1985 г. фирма CDC осуществила поставку супер-ЭВМ Cyber 205 канадской фирме Revelations Research, занима¬ ющейся вопросами искусственного интеллекта. Эта машина будет использоваться для моделирования процессов чело¬ веческого мышления и для разработки ЭВМ 5-го поколения, предназначенных для применения в таких областях, как об¬ работка изображений и речевых данных /33/. Фирма Gray ResearchB 1985 г. анонси¬ ровала супер-ЭВМ Cray 2. Производительность этой маши¬ ны составляет 1,2 млрд.оп./с, емкость ОЗУ 2048 Мбайт, стоимость 17,6 млн.долл. В состав блока процессоров новой супер-ЭВМ вхо¬ дят 4 центральных и один управляющий процессор. Цент¬ ральные процессоры, построенные с использованием архи¬ тектуры mimd, предназначены для выполнения как вектор¬ ных, так и скалярных операций и могут функционировать не только в комплексе друг с другом, но и в автономном режиме. Время машинного цикла центральных процессоров составляет 4,1 нс. Каждый процессор имеет локальное ЗУ емкостью 131 Кбайт, время доступа к которому составля¬ ет 45 нс (скалярный режим) или 51,5 нс (векторный ре¬ жим). Блок процессоров содержит 320 модулей толщиной 2,5 см, каждый из которых состоит из 8 печатных плат размером 10x20 см. На каждой из плат смонтировано по 108 логических кристаллов ecl с плотностью компоновки 16 вент./крист, и временем переключения 350 пс. Модули - 65 -
размещены в 14 стойках, расположенных в форме дуги ок¬ ружностью 300°. Высота блока процессоров составляет 1,14 м, занимаемая площадь 2,5 м2, масса 2,5 т, мощ¬ ность рассеяния 195 КВт. Блок процессоров имеет 4 кана¬ ла ввода-вывода, скорость передачи данных по которым составляет 500 Мбайт/с. Эти каналы обеспечивают непос¬ редственный доступ к ОЗУ. ОЗУ супер-ЭВМ Cray 2 состоит из 128 блоков общей емкостью 268,4 млн. 6 4-раз рядных слов. В нем использо¬ ваны элементы ЗУПВ емкостью 256 Кбит с временем цикла 60 нс. Время выборки из регистров составляет 242 нс (скалярный режим) или 262 нс (векторный режим). Супер-ЭВМ Gray 2 является первой машиной этого класса, в которой использована жидкостная иммерсионная система охлаждения; при этом осуществляется непосред¬ ственное погружение компонентов во фтороутлеродный хла- доагент, общий объем которого составляет около 1000 л. В отличие от машин Cray 1 и Cray х-мр, работающих с ОС cos, в качестве программного обеспечения супер¬ ЭВМ Cray 2 используется ОС unix System V, разработан¬ ная фирмой AT&T. Кроме того, супер-ЭВМ Cray 2 имеет ав¬ томатические векторизующие компиляторы с языков for _ tranи С,а также обширный набор прикладных программных средств.Переход к использованию ОС unix System V обес¬ печивает значительное расширение области применения ма¬ шины за счет использования прикладных программ других фирм и делает ее программно совместимой с разрабатывае¬ мыми фирмой Cray Research супер-ЭВМ Cray 3 И Cray Y-MP. В настоящее время полным ходом идут работы по созданию библиотек прикладных программ В ОС UNIX System V. Применение ОС unix System v делает возможным ис¬ пользование супер-ЭВМ Cray 2 в составе вычислительных сетей, таких как Ethernet, Arpanet и др.,где она будет работать совместно с машинами 5840 фирмы Amdahl и vax- 11/780 фирмы dec. Существуют планы применения супер-ЭВМ Cray 2 в рамках проекта цифрового моделирования аэроди¬ намических процессов, разработанного Национальным управ- - 66
двяием по аэронавтике и исследованию космического про¬ странства, а также в таких областях, как термодинамика, и моделирование атмосферных процессов. В течение 1985 г. было продано 3 супер-ЭВМ Cray 2 s длверморской лаборатории им. Лоуренса Национального центра по термоядерной энергии, Эймскому центру NASA и университету штата Миннесота. Несмотря на высокую стоимость супер-ЭВМ Cray 2, спрос на нее возрастает /34-45/. В 1985 г. фирма Cray Research дополнила серию су¬ пер-ЭВМ Cray х-мр четырьмя новыми моделями: Cray х- MP/I8, Cray Х-МР/28, Cray Х-МР/216 И Cray Х-МР/416. Новые супер-ЭВМ практически идентичны предыдущим моде¬ лям этой серии соответственно х-мр/14, х-мр/22,х-мр/24 и Х-мр/48 и отличаются лишь емкостью ОЗУ, которая у мо¬ делей х-мр/18 и Х-МР/28 доведена до 64 Мбайт, а у мо¬ делей Х-МР/216 и Х-МР/416 - до 128 Мбайт.Стоимость но¬ вых моделей колеблется в пределах 5-16 млн.долл. Нача¬ ло поставок конец 1985 г. - середина 1986 г./46-48/. Кроме того, фирма Cray Research намеревается модернизи¬ ровать супер-ЭВМ Cray х-МР/48. При этом количество про¬ цессоров этой машины будет увеличено с 4 до 16, время машинного цикла уменьшено с 9,5 до 5 нс, а емкость ОЗУ доведена до 256 Мбайт. Существуют планы перевода супер¬ ЭВМ Cray Х-МР/48 на ОС UNIX /49/. В 1985 г. фирма Cray Research продолжила работы по созданию супер-ЭВМ Cray J. Эта машина, которая дол¬ жна появиться на рынке в 1987 г., будет иметь 16 цент¬ ральных процессоров с временем цикла 2 нс, выполненных на базе арсенидо-галлиевых логических элементов. Произ¬ водительность ее будет равняться примерно 6 млрд.оп/с. В качестве программного обеспечения в ней будет исполь¬ зована ОС UNIX System V /43,45,50/. Помимо этого,фирма Cray Research разрабатывает но¬ вую супер-ЭВМ Cray y-mp,стендовые испытания которой пла¬ нируется начать в 1986 г. Предполагается, что произво¬ - 67 -
дительность этой машины будет составлять около 6,4 млрд, оп.пл.зап./с /43,50/. Имеются сообщения о том, что фир¬ ма Cray Research начала работы по созданию супер-ЭВМ Cray 4 /51/. Фирма Data GeneralB 1985 г. анонсиро¬ вала серию супермини-ЭВМ MV/20000, предназначенную для конкуренции С машинами VAX-8600 фирмы DEC И IBM-4J81 фирмы IBM. В состав серии входят две базовые модели: одно¬ процессорная MV/20000 Model 1 и двухпроцессорная mv/ 20000 Model 2. Производительность модели I составляет 5,5 млн.оп./с, емкость ОЗУ - 4-16 Мбайт, стоимость в минимальной конфигурации 234 тыс.долл. Модель 2 имеет производительность 10 млн.оп./с, ОЗУ емкостью 4-64 Мбайта и стоит в минимальной конфигурации 337 тыс. долл. Обе машины имеют кэшезые ЗУ емкостью 20 Кбайт (в расчете на один процессор) и по 3 канала ввода-вы¬ вода. В процессорах ЭВМ MV/20000 используются логичес¬ кие вентильные матрицы ECL- и тть-тила фирмы Motorola. Время машинного цикла процессоров составляет 85 нс.Ма¬ шины серии MV/20000 имеют небольшие габариты и ориенти¬ рованы в основном на конторское применение /52/. Фирма Denelcor в 1985 г. полностью прекра¬ тила деятельность в области разработки и производства супер-ЭВМ. Все сотрудники фирмы были уволены, а произ¬ водственные и научно-исследовательские помещения закры¬ ты. Эти действия явились результатом критического фи¬ нансового положения, в котором фирма оказалась во вто¬ рой половине 1985 г. Однако фирма еще не сделала офи¬ циального сообщения о своем банкротстве, и некоторые обозреватели полагают, что она может возобновить свою деятельность, если ее руководству удастся найти источ¬ ники финансирования /53,54/. Начиная с 1981 г., когда была анонсирована супер¬ ЭВМ HEP-I с производительностью 160 млн.оп./с., фирма Denelcor смогла продать всего 6 (по другим сведениям 7) этих машин, которые, по свидетельству некоторых источ- - 68 -
ликов /53/, не нашли большого спроса и популярности у своих потенциальных пользователей. В момент закрытия фирмы Denelcor работы по созда- ллю супер-ЭВМ НЕР-2 находились на заключительной ста¬ дии* П° планам разработчиков, эта машина, предотавля- рщая собой многопроцессорный вычислительный комплекс, должна была иметь производительность 12 млрд.оп./с. /55/. Фирма Digital Equipment Cor¬ poration (DEC) в 1985 г. анонсировала ми¬ ди-ЭВМ VAX-8650, разработанную на основе мини-ЭВМ vax-8600. Производительность новой машины составляет 6,5 млн.оп./с; начало ее поставок намечено на I кв. 1986 г. Мини-ЭВМ VAX-8650 предназначена для коммерчес¬ кой области применения, где она может составить серь¬ езную конкуренцию продукции фирмы IBM /56/. Помимо этого, фирма dec выпустила две двухпроцес¬ сорные вычислительные системы: VAX-11/750 Miniclueter, состоящую ИЗ двух процессоров VAX-11/75O,H VAX-11/785 VAXciuster, в состав которой входят 2 процессора vax- 11/785. Каждый из процессоров имеет собственное ОЗУ емкостью 4-8 Мбайт. Стоимость новых вычислительных систем составляет 214-509 тыс.долл. Их основное дос¬ тоинство заключается в повышенной надежности, которая обусловливается тем, что, если один из процессоров вы¬ ходит из строя, второй продолжает нормальное функцио¬ нирование /57/. Кроме того, фирма dec анонсировала 3 модификации мини-ЭВМ vax-8600, одна из которых предназначена для использования в помещениях с ограниченной площадью, вторая в качестве ядра системы VAXciuster и третья - ДЛя наращивания системы VAXciuster. Основные характе¬ ристики этих модификаций соответствуют характеристикам базовой модели vax-8600 /58/. Фирма eta Systems в 1985 г. продол¬ жала работы по созданию 8-процессорной супер-ЭВМ Ета-1О (прежнее название GE-10), производительность - 69 -
которой должна составлять 10 млрд.он.пл.зап./с.Жкость ОЗУ этой машины составит 2048 Мбайт, а кэшевого ЗУ - 256 Мбайт. Время машинного цикла процессоров су¬ пер-ЭВМ ЕТА-ю не превысит 5 нс, и каждый из них будет размещен на одной плате с габаритами 50x50 см. В новой машине будут использованы логические КМОП-элементы с плотностью компоновки 20000 вент./крист. Время задерж¬ ки прохождения сигнала для этих элементов будет состав¬ лять при комнатной температуре 800 пс, а при охлажде¬ нии до 77 К - 400 пс. Для соединения блоков ЗУ с про¬ цессорами намечается использовать оптические соедини¬ тели вместо кабелей с медными жилами. В качестве хла- доагента в системе охлаждения машины планируется приме¬ нить жидкий азот. В основу программного обеспечения супер-ЭВМ ЕТА-ю будет положена ОС unix. Стоимость но¬ вой машины составит около 20 млн.долл. Начало поста¬ вок намечено на март 1987 г. /29,31,44,45,59/. Имеются сведения о том, что фирма eta Systems по¬ лучила первый заказ на поставку супер-ЭВМ ета-ю. За¬ каз поступил от Принстонского консорциума научных вы¬ числений, в состав которого входят 12 крупнейших уни¬ верситетов США.. Супер-ЭВМ будет установлена в принад¬ лежащем консорциуму центре им. Джона фон Неймана /59, 60/. Фирма Floating Point Systems (fps) в 1985 г. продолжала работы по созданию матрич¬ ных процессоров семейства Х64. В частности, фирма FPS выпустила 64-разрядный про¬ цессор FPS-264, производительность которого составляет 38 млн.оп.пл.зап./с, а емкость ОЗУ - 36 Мбайт. Увели¬ чение быстродействия нового процессора достигается за счет применения заказных логических элементов ЕСЬ-типа, позволяющих уменьшить время машинного цикла до 45 нс, и использования статических ЗУПВ вместо динамических. Архитектура процессора FPS-264, основанная на принципах параллельной обработки данных,предполагает применение 8 конвейерных каналов передачи данных, объединенных - 70 -
семью быстродействующими шинами. Необходимая точность зачислений обеспечивается системой диагностики, в со¬ став которой входят: диагностический микропроцессор, диагностические шины и схемы коррекции ошибок в опера¬ тивной памяти, памяти таблиц и кэшевой памяти. Про¬ граммирование ведется на языке fortran 77. В качестве программного- обеспечения используется ОС System Job Executive, в состав которой входит компилятор с языка fortran. Существует обширная библиотека прикладных про¬ грамм, предназначенных для применения в процессоре fps-264. Для совместного использования с новым процес¬ сором разработано дисковое ЗУ FPS-FD64 емкостью 16 Гбайт. Процессор fps-264 предназначен для применения в таких областях, как структурный анализ, химия, физи¬ ка, проектирование электронных схем и выполнение слож¬ ных инженерных и научных расчетов. Он может функциони- ровать либо самостоятельно, либо в комплексе с универ¬ сальными ЭВМ фирм IBM и dec, используемыми в качест¬ ве предпроцессоров. Стоимость процессора FPS-264 со¬ ставляет 640 - 800 тыс.долл. Начало его поставок было намечено на III кв. 1985 г. /61-67/. Кроме того, фирма FPS выпустила 64-разрядный мат¬ ричный процессор FPS-364, который предназначен для за¬ мены устаревшего процессора FPS-164. Емкость ОЗУ ново¬ го процессора равна 72Мбайтам, а производительность при обработке программ, состоящих из смеси скалярных и век¬ торных операций,составляет IIмлн.оп.пл.зап./с.Благода¬ ря усовершенствованным принципам компоновки процессор FBS-564 занимает на 30% меньше площади и весит на 60% меньше, чем процессор FPS-164. Снижены также уровень шума и потребляемая мощность. Процессор FPS-364 прог¬ раммно совместим с процессором FPS-164, в нем исполь¬ зуется ОС System Job Executive, В состав которой ВХО¬ ДИТ компилятор с языка fortran. Новый процессор пред¬ назначен для научных областей применения, а также для выполнения сложных инженерных расчетов. Его стоимость в минимальной конфигурации составляет 298 тыс.долл., - 71 -
начало поставок было намечено на 1У кв. 1985 г./66,68- 71/. Помимо этого, фирма FFS анонсировала матричный про¬ цессор для обработки сигналов и изображений МР-32. При максимальной производительности 54 млн. оп. пл.зап./с этот процессор способен выполнять сложные преобразования Фурье объемом IKxIK менее чем за 2 с. Емкость ОЗУ при 24-разрядной адресации составляет 8-56 Мбайт. В про¬ цессоре МР-32 используется архитектура mimd, которая обеспечивает функционирование трех асинхронных арифме¬ тических процессоров, каждый из которых имеет локальную память емкостью 64 Кбайта, и двух процессоров ввода-вы¬ вода, передающих данные со скоростью 6 Мбайт/с. В состав программного обеспечения нового процессора входит язык управления,разработанный на базе языка fontran, и сред¬ ства для параллельной обработки данных. Процессор МР-32 может быть использован в комплекте с ЭВМ фирм Data Ge¬ neral, Perkin-Elmer и DEC. Его стоимость в минимальной конфигурации составляет около 75 тыс. долл. Начало пос¬ тавок намечалось на 1985 г. /68,70,71/. Фирма Honeywell в 1985 г. анонсировала серию универсальных высокопроизводительных ЭВМ DPS-9O, разработанную в сотрудничестве с японской фирмой NEC и предназначенную для конкуренции с ЭВМ семейства Sierra фирмы IBM. Машины этой серии, созданные на основе про¬ цессора S-1OOO фирмы NEC, имеют I-4-процессорную кон¬ фигурацию. Однопроцессорная ЭВМ DFS-9O/91 имеет производитель¬ ность 10, 8 млн. оп. пл. зап. /с, ОЗУ емкостью32-128 Мбайт, кэшевое ЗУ емкостью 32 Кбайта и стоит в минимальной кон¬ фигурации 3,95 млн.долл. Производительность двухпроцес¬ сорных моделей DPS-90/92 и DPS-90/92T составляет 19,4 млн.оп.пл.зап./с,емкость ОЗУ 32-256 Мбайт, емкость кэшевого ЗУ 64 Кбайта и стоит в минимальной конфи¬ гурации 5-6,25 млн.долл. Трехпроцессорная ЭВМ DPS-9O/93 имеет производительность 28 млн.оп.пл.зап./с, ОЗУ емкостью 64-256 Мбайт, кэшевое ЗУ емкостью 96 Кбайт - 72 -
0 стоит в минимальной конфигурации 7,3 млн.долл. И, наконец, четырехпроцессорная модель DBS-90/94 имеет производительность 36,7 млн.оп.пл.зап./с, ОЗУ емкостью 64-256 Мбайт, кэшевое ЗУ емкостью 128 Кбайт и стоит в минимальной конфигурации 8,35 млн.долл. Все ЭВМ серии djs-90 имеют по 16-48 каналов ввода-вывода.Наращивание их ОЗУ может производиться модулями емкостью 32 Мбайта стоимостью по 400 тыс.долл, каждый. Одной из особен¬ ностей машин серии DPS-90 является использование в их центральных процессорах, ЗУ, процессорах ввода-вывода и устройствах управления CML-схем, что способствует значительному повышению скорости обработки данных. В качестве программного обеспечения в новых ЭВМ приме¬ няется ОС GC0S-8, которая обеспечивает их программную совместимость с машинами серий dps-8 и dps-88 фирмы Honeywell. По сообщениям фирмы, машины серии DPS-90 способны обрабатывать матрицы, что позволяет использо¬ вать их для решения научных задач. Фирма предполага¬ ет выпустить новую версию ОС gcos-8, в которую будет включен компилятор с языка FORTRAN; это обеспечит воз¬ можность более полного использования ЭВМ серии DPS-90 при обработке матриц. Новые машины могут с равным ус¬ пехом применяться как в коммерческой, так и в научной областях. Начало их поставок намечалось на конец 1985- - начало 1986 г. По мнению специалистов, они способны составить серьезную конкуренцию машинам семейства Si¬ erra фирмы IBM /72-75/. Помимо этого, фирма Honeywell дополнила серию ЭВМ dps-88 четырьмя новыми моделями. Однопроцессорная ма¬ шина DPS-88/41 и двухпроцессорная DPS-88/42 имеют ОЗУ емкостью 16 Мбайт и. по 31 каналу ввода-вывода.ЭВМ DPS-88/42T и DRS-88/82T являются вариантами машин соот¬ ветственно DPS-88/42 И DPS-88/82 И ОТЛИЧЭЮТСЯ ОТ ПОС- ледних наличием дополнительного комплекта зарезервиро¬ ванных компонентов, дублирующих все основные блоки,что значительно повышает надежность новых машин. Емкость ОЗУ ЭВМ DBS-88/42T и 88/82Т составляет 32 Мбайта, а - 73 -
стоимость 3,7-4,8 млн.долл. Поставки всех четырех мо¬ делей начались в 1985 г. /76/. В центре внимания пользователей фирмы inter¬ national Bueines Machines (IBM) в 1985 г. оставалось семейство универсальных вы¬ сокопроизводительных ЭВМ Sierra, в состав которого вхо¬ дят 2 модели: IBM-3090/200 и IBM-3090/400. Двухпроцес¬ сорная ЭВМ IBM-3090/200 имеет производительность 29,3 млн.опер./с. Емкость ее ОЗУ составляет 64 Мбайта, ем¬ кость кэшевого ЗУ 128 Кбайт, количество каналов ввода- вывода 32-48. Стоимость этой машины равна 5 млн.долл. Производительность четырехпроцессорной ЭВМ IBM-3090/400 составляет 52,7 млн.оп./с, емкость ОЗУ 128 Мбайт, емкость кэшевого ЗУ 256 Кбайт, количество каналов ввода-вывода 64-90, стоимость 9,3 млн.долл. Центральные процессоры новых ЭВМ имеют время машинного цикла 18,5 нс. Впервые в практике фирмы IBM они выполнены на базе логических элементов ecl-типа. В ОЗУ маптин семейства sierra ис¬ пользованы элементы ЗУПВ емкостью 288 Кбит, разработан¬ ные фирмой IBM. Скорость передачи данных по каналам связи у обеих ЭВМ составляет 3 Мбайт/с. В качестве про¬ граммного обеспечения в обеих машинах могут быть исполь¬ зованы ОС mvs/xa , mvs/sp, VM/SP и другие ОС, разра¬ ботанные фирмой IBM. В связи с повышенным спросом на машины семейства Sierra и давлением со стороны кон¬ курентов фирма IBM перенесла сроки начала поста¬ вок ЭВМ IBM-3090/200 с октября на август 1985 г., а ЭВМ IBM-3090/400 с начала 1987 г. на конец 1986 г. Несмотря на явные достоинства новых машин, некоторые специалисты полагают, что они не до конца отвечают требованиям, предъявляемым к современным ЭВМ этого класса. В частнос¬ ти, производительность машины IBM-3090/400 является сравнительно низкой, а ее масса,равная 15 т, значитель¬ но превышает обычные показатели и ведет к необходимости использования громоздкой системы охлаждения. Тем не менее, количество заказов на ЭВМ семейства Sierra продолжает расти и на середину 1985 г. оно составляло около 1006 - 74 -
/77-95/. В конце 1985 г. фирма IBM анонсировала комплект аппаратных средств для векторной обработки данных Vec¬ tor Facility (vf), предназначенный для использования в ЭВМ семейства sierra. Каждый из центральных процессо¬ ров машин IBM-3090/200 и IBM-3090/400 может иметь по одному комплекту vf. Применение комплектов vf позволя¬ ет увеличить производительность ЭВМ семейства Sierra в 1,5-3 раза и довести ее у машины IBM-3090/200 до 45-90 млн.оп.пл.зап./с, а у машины IBM-3090/400 до 75-150 млн,, оп.пл.зап./с, что делает их сопоставимыми с супер-ЭВМ фирм Cray Research, CDC,Fujitsu, Hitachi И ЛЯС. При использовании комплектов vf в ОС mvs/xa, w/sp нро и др. вводится 17I дополнительная команда, ориентирован¬ ная на векторную обработку данных, векторизующий ком¬ пилятор, а также средства для перевода программ с язы¬ ков FORTRAN 66, G1 И ИХ На ЯЗЫК FORTRAN 77. Комплекты vf являются относительно недорогими: стоимость двух комплектов, смонтированных в общем корпусе, составля¬ ет 370 тыс.долл. ЭВМ, оснащенные комплектами vf, занима¬ ют на 20% больше площади и потребляют на 10% больше энергии. Применение комплектов аппаратных средств vf сделает возможным использование ЭВМ семейства Sierra в научных областях, что значительно повысит их конкуренто¬ способность на мировом рынке /96-99/. В 1985 г. фирма IBM вела работы по созданию мно¬ гопроцессорной экспериментальной супер-ЭВМ RP3 (Rese¬ arch Parallel Processor Project). Предполагается, ЧТО производительность этой машины будет составлять I млрд, оп./с; математические задачи будут обрабатываться в пакетном режиме со скоростью 800 млн.оп.пл.зап./с. В состав супер-ЭВМ RP3 будут входить 512 32-разрадных микропроцессоров, изготовленных с использованием КМОП- технологии на принципах архитектуры rtsc. Каждый микро¬ процессор будет иметь ОЗУ емкостью 2-4 Мбайта, а также кэшевое ЗУ и средства обработки с плавающей запятой. Микропроцессоры будут объединены в единое целое при - 75 -
помощи сети Omega фирмы ат&т, скорость передачи дан¬ ных в которой в пакетном режиме составляет 13 Гбайт/с. Подобная скорость будет обеспечиваться за счет примене¬ ния специальной методики обращения к памяти, которая позволит использовать ОЗУ каждого микропроцессора не только в качестве локального ЗУ этого микропроцессора, но и как часть общей памяти машины. Процессором ввода- вывода супер-ЭВМ RP3 будет служить ЭВМ семейства 370 фирмы IBM. Областями применения новой супер-ЭВМ будут автоматизированное проектирование электронных устройств, экспертные системы и исследования в области искусствен¬ ного интеллекта. Предполагается, что создание опытного образца машины RP3 будет завершено в 1987 г. На перво¬ начальном этапе эта машина будет состоять из 64 микро¬ процессоров, что позволит всесторонне исследовать воз¬ можности параллельной архитектуры. Затем количество процессоров будет доведено до 512. В создании супер-ЭВМ RP3 активное участие принимают сотрудники Нью-Йоркско¬ го университета, которые разрабатывают ОС и другие про¬ граммные средства.Финансирование проекта частично взяли на себя военные ведомства США /100-107/. Помимо этого, в 1985 г. фирма IBM работала над со¬ зданием экспериментальной многопроцессорой параллель¬ ной супер-ЭВМ gf-11, производительность которой состав¬ ляет 11,52 млрд.оп.пл.зап./с, а емкость ОЗУ 1125 Мбайт. В состав этой машины входят 576 (по другим сообщениям 512) процессоров с плавающей запятой, объединенных с использованием принципов усовершенствованной архитекту¬ ры simd. Каждый процессор, выполненный на базе стандарт¬ ных логических элементов типов тть и ecl, имеет быстро¬ действие 20 млн.оп.пл.зап./с и собственное ОЗУ емкостью 2 Мбайта. Процессоры объединены между собой при помощи трехуровневой сети Benes, обеспечивающей быструю ре¬ конфигурацию системы. Скорость передачи данных по кавдому из каналов связи составляет 20 Мбайт/с; общая же скорость передачи данных равна 11,5 Гбайт/с.Програм¬ мирование ведется на языке Pascal. Габариты супер-ЭВМ - 76 -
CF-11 составляют 48x60 см, потребляемая мощность 200Квт. Завершение работ по созданию машины намечалось на конец 1985 г. Активное участие в ее разработке принимает Нью- Йоркский университет, специалисты которого работают над ее программным обеспечением. Супер-ЭВМ gf-1 1 предназна¬ чена в основном для исследования элементарных частиц, однако она может быть с успехом использована и в других научных областях применения /108-109/. Фирма National Advanced Sys¬ tems (nas) в 1985 г. анонсировала серию универсаль¬ ных ЭВМ as/xl, предназначенных для конкуренции с маши¬ нами семейства sierra фирмы IBM. В состав серии входят две модели: as/xl-6o и as/xl-80, которые являются ко¬ пиями ЭВМ М-680Н и М-682Н японской фирмы Hitachi, тес¬ но сотрудничающей с фирмой nas. Однопроцессорная ЭВМ as/xl-60 имеет производитель¬ ность 28 млн.оп./с, ОЗУ емкостью 32-256 Мбайт, кэшевое ЗУ емкостью 256 Кбайт., 16-64 канала ввода-вывода и стоит 4,84 млн.долл. Производительность двухпроцессор¬ ной ЭВМ AS/XL-80 составляет 50 млн.оп./с, емкость ОЗУ 64-256 Мбайт, емкость кэшевого ЗУ 512 Кбайт, количество каналов ввода-вывода 32-64 и стоимость 8,97 млн.долл. В ЭВМ серии as/xl применяются интегральные схемы с очень высокой степенью интеграции. В процессорах ис¬ пользованы логические ECL-схемы с плотностью компоновки 2000 и 5000 вент./крист, и временем задержки вентиля соответственно 200 и 250 пс. ОЗУ выполнено на элементах ЗУПВ емкостью 256 Кбит. В процессорах ввода-вывода при¬ меняются логические КМОП-схемы с плотностью компоновки 40 тыс.вент./крист. Благодаря широкому использованию миниатюризации достигнуто значительное сокращение га¬ баритов машин серии as/xl.Так, площадь, занимаемая ЭВМ AS/XL-бо,составляет 6,5 м^, а ЭВМ as/xl-80 10 м^. В обеих машинах используется воздушная система охлаждения. Поставки их намечены на П кв. 1986 г. /110-112/. Помимо этого, фирма nas в 1985 г. проводила моди¬ фикацию своих ЭВМ серий AS/8OX3 и as/ooxo. Емкость ОЗУ
машин серии AS/вохз увеличена до 128 Мбайт, а машин серии AS/90X0 до 64 Мбайт. Количество каналов ввода- вывода у машин серии AS/9OXO доведено, до 48 /ИЗ/. Фирма Perkin-EimerB 1985 г. анонси¬ ровала 32-разрядную супермини-ЭВМ 3280MPS, которая в максимальной конфигурации состоит из одного централь¬ ного процессора 3281хр и пяти присоединяемых многофунк¬ циональных процессоров. Супермини-ЭВМ 3?8omps - это па¬ раллельная вычислительная система, в которой каждый из процессоров выполняет свои функции и имеет доступ к общей памяти. Поступающие задания автоматически распре¬ деляются между процессорами и выполняются параллельно. Каждый процессор имеет четырехступенчатую конвейерную архитектуру и способен выполнять 64-разрядные операции с плавающей запятой. Производительность супермини-ЭВМ 3280MPS при работе в обычном режиме составляет 4-22 млн. оп./с. (в зависимости от конфигурации). При использо¬ вании же разработанного фирмой оптимизирующего компи¬ лятора с языка fortran производительность новой супер- мини—ЭВМ повышается до 60 млн.оп./с. Скорость передачи данных по шине связи равна 64 Мбайт /с, Центральный процессор супермини-ЭВМ 3280MPS имеет ОЗУ емкостью 2-16 Мбайт, выполненное на базе МОП-эле- ментов ЗУПВ емкостью 64 Кбита, и кэшевое ЗУ емкостью 16 Кбит, в котором используются элементы n-МОП-типа. В качестве программного обеспечения в новой супермини- ЭВМ применяется ОС OS/32, разработанная на основе вер¬ сии 5.2 ОС UNIX System v. Супермини-ЭВМ 328OMPS пред¬ назначена для конкуренции с вычислительными комплекса¬ ми VAXcluster фирмы DEC, СОСТОЯЩИМИ ИЗ МЭШИН VAX-8600. Стоимость центрального процессора супермини-ЭВМ 328OMPS составляет 250 тыс.долл., а каждого присоеди¬ няемого процессора - 120 тыс.долл. Поставки этой маши¬ ны должны были начаться в 1985 г. /114-116/. Фирма Sperry в 1985 г. анонсировала присое¬ диняемый 36-разрядный процессор для научных вычислений ISP(Integrated Scientific Processor), который предназ- - 78 -
лачен для использования в комплексе с ЭВМ серии 1100/90. Этот процессор приспособлен для выполнения как скаляр¬ ных, так и векторных вычислений. Процессор isp имеет максимальную производительность 133 млн.оп.пл. зап./с (в режиме с одинарной точностью) или 67 млн.оп.пл.зап./с (в режиме с двойной точностью). Скорость передачи дан¬ ных по каналам связи составляет соответственно 133 и 67 млн.слов/с. Средняя производительность процессора колеблется в диапазоне 20-30 млн.оп.пл.зап./с. При ре¬ шении задач научного характера быстродействие процес¬ сора isp в 6-9 раз превышает быстродействие ЭВМ серии 1100/90. Процессор isp использует ОЗУ главной ЭВМ, к ко¬ торой он присоединен. В комплексе с одной машиной серии 1100/90 могут использоваться сразу 2 процессора isp. В качестве программного обеспечения процессора isp ис¬ пользуется ОС Sperry os 11OO, в которой предусмотрены компилятор с языка portran 77 и автоматические средства векторизации. Процессор isp предназначен для моделиро¬ вания физических систем, структурного анализа и обра¬ ботки сейсмических данных. Его стоимость составляет 3,5 млн.долл., начало поставок намечено на П кв.1986 г. /117-121/. Кроме того, фирма Sperry в 1985 г. выпустила две новые машины серии 1100/90: II00/9Isv и II00/92SV про¬ изводительностью соответственно 5,5 и 10,2 млн.оп./с. Емкость ОЗУ обеих машин равна 8-32 Мбайтам. Конфигу¬ рации обеих машин практически идентичны за тем исклю¬ чением, что ЭВМ 1100/92 sv имеет дополнительный процес¬ сор команд. Обе машины являются программно совместимыми со старшими моделями серии 1100/90 и могут наращиваться до их уровня. Стоимость ЭВМ 1 юо/91 sv в минимальной кон¬ фигурации. составляет 2 млн.долл., а ЭВМ 11OO/92SV - 2,8 млн.долл. Начало поставок намечалось на 1985 г./122, 123/. - 79 -
ЯПОНИЯ. Фирма Fujitsu анонсировала в 1985 г. две супер-ЭВМ серии facom vp: vp-50 и vp-4oo. Супер-ЭВМ vp-50 является младшей моделью серии. Ее про¬ изводительность составляет 140 млн.оп.пл.зап./с , а ем¬ кость ОЗУ -128 Мбайт. В качестве программного обеспече¬ ния в ней используется ОС os iv F4/MSP собственной раз¬ работки. Эта машина может применяться не только как супер-ЭВМ для решения задач научного характера, но и как высокопроизводительная универсальная ЭВМ (при про¬ ведении коммерческих расчетов ее быстродействие состав¬ ляет 15,4 млн.оп./с ). Фирма полагает, что сравнительно невысокая стоимость супер-ЭВМ vp-50 (месячная арендная плата равна 193,7 тыс.долл.) и ее универсальность бу¬ дут способствовать повышению спроса на эту машину. В течение ближайших 5 лет фирма Fujitsu намеревается про¬ дать 70-80 этих машин, начало поставок которых было на¬ мечено на сентябрь 1985 г. /124-128/. Супер-ЭВМ VP-4OO является старшей моделью серии facom vp. Ее производительность равна 1,14 млрц.оп.пл. зап./с., емкость ОЗУ - 256 Мбайт. В процессорах этой машины использованы биполярные ecl-схемы с плотностью компоновки 400 вент./крист, и временем переключения 350 пс. По мнению специалистов, высокая производитель¬ ность супер-ЭВМ vp-400 достигается благодаря увеличе¬ нию количества процессоров, а не за счет применения но¬ вых архитектурных или технологических решений.Новая ма¬ шина, месячная арендная плата за пользование которой со¬ ставляет 332,7 тыс.долл., предназначена для применения в таких областях, как ядерные исследования, обработка изображений, поступающих со спутников, аэродинамические расчеты, разработка электронных устройств и метеороло¬ гия. Начало поставок супер-ЭВМ vp-400 было намечено на декабрь 1985 г. /124-130/. Супер-ЭВМ серии FACOM VP имеют сравнительно вы¬ сокий спрос у пользователей. По состоянию на июнь 1985 г., фирма Fujitsu получила гарантированные заказы или уже поставила торговым партнерам 3 машины vp-50, - 8и -
9 машин vp-ioo, 5 машин vp-2oo и 17 машин vp-400. Про¬ дажа супер-ЭВМ серии facom vp в США ведется при посред- нИчестве фирмы Amdahl, а в Западной Германии - при пос¬ редничестве фирмы Siemens AG /131/. В 1985 г. фирма Fujitsu выпустила серию универсаль¬ ных высокопроизводительных ЭВМ расой и-780, предназна¬ ченных для конкуренции с ЭВМ семейства Sierra фирмы IBM. В состав серии входят 4 машины, имеющие от I до 4 про¬ цессоров. Производительность младшей модели и-780/ios составляет 45-60 млн.оп./с, а старшей модели м-780/40 в максимальной конфигурации более 160 млн.оп./с. Эле¬ ментная база машин серии расой м-780 отличается очень высокой степенью интеграции. Впервые в практике созда¬ ния универсальных ЭВМ каждый ЦП новых машин выполнен на одной 42-слойной плате с габаритами 540x490 мм , с двух сторон которой размещены 336 логических ЕСЬ-схем, име¬ ющих плотность компоновки 3000 или 10000 вент./крист., время задержки 180 пс, мощность рассеяния 9,5 Вт.Кор¬ пуса этих схем размером 22,5x22,5 мм имеют по 180 вы¬ водов с шагом 0,4 мм. ОЗУ машин серии рас ом м-780 из¬ готовлены на основе КМОП-элементов статических ЗУПВ емкостью 256 Кбит и временем доступа 55 нс, имеющих в своем составе матрицы п-МОП-типа. Кэшевые ЗУ выполне¬ ны с использованием статических ЗУПВ емкостью 16 Кбит с временем доступа не более 3,2 нс. В ЭВМ расой м-780 применяется комбинированная система охлаждения. Платы центральных процессоров охлаждаются жидкостными моду¬ лями, которые охватывают каждую плату с обеих сторон; остальные же блоки и. устройства новых машин имеют воз¬ душную систему охлаждения. В качестве программного обес¬ печения ЭВМ серии FACOM М-78О ИСПОЛЬЗуеТСЯ ОС UNIX; программирование ведется на языке С. Начало поставок новых ЭВМ, месячная арендная плата за пользование ко¬ торыми составляет 345-1200 тыс.долл., намечено на I кв. 1987 г. /127,132-136/. Фирма HitachiB 1985 г. выпустила серию уни¬ версальных высокопроизводительных ЭВМ М-680, предназ¬ - 81 -
наченных для конкуренции с машинами семейства Sierra фирмы IBM. В состав серии входят две модели: однопро¬ цессорная М-680Н с производительностью 30 млн.оп./с и двухпроцессорная М-682Н с производительностью 50 млн. оп./с. Процессоры новых ЭВМ выполнены на основе есъ- схем, плотность компоновки которых составляет 2000 и 5000 вент/крист. Схемы с плотностью компоновки 2000 вент./крист, заключены в корпуса с габаритами 6,8x6,8мм и имеют время задержки 200 пс. Габариты корпусов схем с плотностью компоновки 5000 вент./крист, равны 9,3х 9,3 мм, а время задержки этих схем составляет 250 пс. Размер элементов на схемах не превышает 1,5 мкм. Память машин серии М-680 имеет трехуровневую струк¬ туру. На первом уровне находится кэшевое ЗУ процессора емкостью 256 Кбайт. Второй уровень занимает системное кэшевое ЗУ емкостью 1024 Кбайта. Верхний уровень со¬ ставляет ОЗУ емкостью 64-256 Мбайт, выполненное на ба¬ зе элементов памяти емкостью I Кбит (мощность рассея¬ ния I Вт) и 4 Кбита (мощность рассеяния 0,85 Вт). Обе новые ЭВМ имеют по 32 канала ввода/вывода, в устройствах управления которыми используются заказные КМОП-схемы с плотностью компоновки 40000 вент./крист. Стоимость машины М-680Н составляет 4,8 млн.долл.,а ма¬ шины М-682Н - 8,9 млн.долл. Начало поставок было наме¬ чено на 1У кв. 1985 г. В течение ближайших четырех лет фирма Hitachi намеревалась продать около 300 машин серии М-680 в Японии и примерно столько же за рубежом при пос¬ редничестве фирм National Advanced. Systems, BASF и Olivetti /137-141/. Фирма Nippon Electric Com¬ pany (NEC) в 1985 г. анонсировала супер-ЭВМ sx-ie, которая является младшей моделью серии супер-ЭВМ sx. Производительность этой машины при выполнении векторных операций составляет 285 млн.оп.пл.зап/с.,а при скаляр¬ ных вычислениях - 17 млн.оп./с. Месячная арендная плата за пользование этой супер-ЭВМ равна 218 тыс.долл.на¬ чало ее поставок намечено на март 1986 г. В течение бли- - 82 -
уяйших трех лет фирма NEC намеревалась продать не ме¬ нее 50 этих машин /142/. В 1985 г. фирма NEC заключила первый контракт на поставку в США супер-ЭВМ sx-2. Покупателем является На¬ учно-исследовательский консорциум, в состав которого входят 3 университета, расположенные в штате Техас. По заявлению представителя консорциума, предпочтение ма¬ шине sx-2 было отдано по той причине, что она продемон¬ стрировала более высокую производительность, чем сопо¬ ставимые супер-ЭВМ фирм Cray Research И CDC /143/. Кроме того, в 1985 г. фирма нес выпустила серию 32-разрядных универсальных высокопроизводительных ЭВМ ACOS-15OO. Предполагается, что машины этой серии дол¬ жны составить конкуренцию ЭВМ семейства Sierra фирмы. IBM. В состав новой серии входят 4 модели: однопро¬ цессорная ACOS-151O (производительность 41 млн.оп./с, емкость ОЗУ 128 Мбайт), двухпроцессорная ACOS-152O (про¬ изводительность 72 млн.оп./с, емкость ОЗУ 128-256 Мбайт), трехпроцессорная acos-1530 (производительность ТОО млн. оп./с, емкость ОЗУ 256 Мбайт) и четырехпроцессорная ACOS-154O (производительность 130 млн.оп./с, емкость ОЗУ 256 Мбайт). Все машины серии A0OS-15OO имеют по 48-96 каналов ввода-вывода. В комплексе с ними может использоваться матричный процессор, который повышает скорость вычислений при. обработке векторных величин до 55-160 млн.оп.пл.зап./с. В архитектуре новых машин нашли дальнейшее разви¬ тие принципы, положенные в основу ЭВМ предыдущей серии acos-950.Повышение быстродействия новых ЭВМ достигает¬ ся за счет использования более совершенной элементной базы, применения двухуровневого кэшевого ЗУ и увеличе¬ ния эффективности конвейерной обработки данных. В процессорах машин серии acos-1500 используются логические элементы типа сml трех видов: с плотностью компоновки 300 вент./крист и временем распространения сигнала 250 пс; с плотностью компоновки 1000 вент./крист, и временем распространения сигнала 250 пс; с плотностью - 83 -
компоновки 2000 вент./крист. и временем распространения сигнала 350 нс. ОЗУ новых машин выполнено на базе эле¬ ментов памяти емкостью 256 Кбит. Кэшевое ЗУ имеет двух¬ уровневую структуру. Оно состоит из кэша процессоров, в состав которого входит ЗУ команд емкостью 64 Кбайта и ЗУ операвд емкостью также 64 Кбайта, и системного кэша, емкость которого составляет 512-1024 Кбайта.Кэше- вое ЗУ реализовано на основе элементов памяти емкостью IКбит с временем выборки 3,5 нс. ЭВМ серии AC0S-1500 имеют воздушную систему охлаждения. В качестве програм¬ много обеспечения в них используется версия acos-4-mvp хе ОС ACOS-4. Месячная арендная плата за пользование новыми ма¬ шинами составляет 157-563 тыс. долл. Начало их поста¬ вок намечалось на середину 1985 г.В течение ближайших пяти лет фирма нес планировала продать около 50 ЭВМ серии AC0S-1500 /144,145/. АНГЛИЯ . Фирма International Computers limited (ICL) в 1985 Г. анон¬ сировала серию универсальных ЭВМ Series 39, В которую ВХОДЯТ две машины: DM-1 (Level зо) И Estriel (Level 80). Эти ЭВМ разработаны фирмой icl в тесном сотрудни¬ честве с японской фирмой Fujitsu, которая поставляет элементы для новых машин. В архитектуре ЭВМ серии Series 39 используется узловой принцип построения; под узлом в данном случае понимается комплекс вычислитель¬ ных средств, который может функционировать в качестве самостоятельной вычислительной машины. ЭВМ О м-1 и Estriel могут иметь как одноузловую, так и двухузловую конфигурацию. В двухузловой конфигурации для связи уз¬ лов применяется локальная сеть Macroian, обеспечиваю¬ щая скорость передачи данных 50 Мбит/с. В этой сети впервые в практике использованы волоконно-оптические кабели, которые состоят из двух оптических волокон,за¬ ключенных в общую оболочку диаметром 5 мм. В качестве программного обеспечения в новых машинах используется ОС уме, которая обеспечивает оптимальные условия для - 84 -
применения узловой архитектуры и локальной сети. ЭВМ ом-1 имеет производительность 2,2-4 мдн.оп./с и ОЗУ емкостью 4-8 Мбайт. В ней используются логические КМОП-схемы с плотностью компоновки 8000 вент./крист, и временем задержки 2,5 нс. ОЗУ выполнено на основе ЗУПВ- элементов емкостью 256 Кбит. Стоимость этой машины в одноузловой конфигурации составляет 190 тыс.долл. Она предназначена для конкуренции с супермини-ЭВМ фирмы dec и должна была появиться на рынке в 1985 г. Производительность ЭВМ Ееtrie1 равна 11-20 млн. оп./с, а емкость ОЗУ 16-32 Мбайта. Ее процессор реали¬ зован на базе логических всь-схем с временем задержки 400 пс/вент. и имеет воздушную систему охлаждения. В ОЗУ этой машины, как и в ОЗУ ЭВМ dm-1, используются элементы ЗУПВ емкостью 256 Кбит. ЭВМ Eetriel предназ¬ начена для конкуренции с универсальными ЭВМ фирмы IBM. Ее стоимость в одноузловой конфигурации составляет 1,5-2 млн.долл. Начало поставок намечалось на 1985 г. Фирма icl уже поставила пользователям 25 машин DM-1 и 12 машин Eetriel; в дальнейшем она намеревается продавать по 75 экземпляров обеих моделей в год. В будущем фирма планирует разработать варианты ЭВМ Ееtri¬ el, состоящие из 3- и 4-х узлов /146-155/. В 1985 г. фирма icl получила заказ от Министерства обороны Англии на поставку ЭВМ dap, состоящей из 1000 или более работающих параллельно процессоров, каждый из которых имеет собственную память. В соответствии с условиями заказа ЭВМ dap была переработана и реализо¬ вана на элементах СЫС (ранее она была выполнена на элементах ВИС). В результате переработки габариты и потребляемая мощность ЭВМ сократились в 4 раза, а про¬ изводительность увеличилась также в 4 раза. Министерст¬ во обороны Англии планирует использовать ЭВМ dap для решения широкого круга задач, и в частности для управ¬ ления ракетными комплексами /156/. Краткие характеристики универсальных и специализи¬ рованных высокопроизводительных ЭВМ приведены в табл. 1,2,3. - 85 -
Основные характеристики высокопроизводительных универсальных ЭЕЫ 2 1 д * о ж к 2 I СО Ч 1 О ’4* СО J, Ч 1 'М 7 <0 ч 7 ■о 7 см со м 7 о ч м .о 1 •о ч см О 1 •о сЧ СО 1 0 ч ч 3 со ч 7 см со ( Ш-tQ >> о £ н 5 S 2 ч '£> § ГЭ Ю м 00 см <-ч 3 со см ч СО -О СМ 8 ч f см со 8 ч ;0 СО СМ 0 ю см 1 ч :0 СО 8 4 <о СО ю см 4 СО см Л ci см ч Й’Н ® й я - ч' ч о D ОС СМ О СО 00 см р ао оо см о \ оо 8 со 00 8 00 СО см о" " л о о о о о о g о § 5 ‘ g § гз <5 g 5 к - а 3 2 ф 2 СМ Ч СО о 8 Ч ч ю ч со ч СО ч со Ч <О 5 « О S-5 “ - Ч см см Ч СМ Ч см СО Ю 8 .о J о- t о- о о J ю о" 1 ts Ю ю LO гЧ НГ О А О о о Ч о Ч О со .О м* о gx 1 со СО О 5 S3 □А ДО ► 0М ОМ ДО СЗкС) см о Ч(х) ОМ Зм ом •^м ^м >см Йо ДН дм С>М Йо Йо •дм .3» с> § м Длина слова, бит ОО СМ со СМ со СМ со см СО см 70 см со см со см СО ч ч '0 ч со ч С0 СМ со см СО см СО Кол-во процес¬ соров, центр./ периф, 2 \ ч м см 1 ч ■\ ч ч \ ч см см см Произво¬ дитель¬ ность, I опер./с о СМ ф СО ОСП PQ СП ?0 ч 3 СП СП ч ч со" ч со Ч о ч ю СП ч со о 04 чч tr¬ ee см со СО СО О ч ч 00 СО 1 СО со СП см 1 O'- см СО о- <о СО 3 . 9 Кол-во устан./ заказ. со со \ СМ’ 6 и 0 Стоимость, тыс. долл. - О О О ч £ СМ о о 0- см ci о 00 ч о СИ ю 2 СО СО со о о о т о г- о со о ко 8 S со ю ч о 8 см 8 о оо ч о ч ч 2 о- 8 о о о 3 со о co о о сп 8 Ч о о 8 ч о О' ci о оо 0-0 оо чем io оо 88 чем о о о ю о 8 ч о оо 8 с Е i Дата первой поставки Ю § см 8 ч со 3 4 I СО § СО 8 ч СО 8 ч сО 8 ч СО 8 ч ю 8 ч <0 ч со ч о 8 ч о 8 - ч i s Название ЭВМ со X. М № о <0 со 1Л я * 1 о СО со Ю 3 'i о О- СО UA .d Ф S о и> со а 4 СО 1Г\ я 1 о- ф СО 1Г\ 5 3 00 о СО 1Л 1 1 8 ил ф tJ о 8 ф т< £ 1 8 1 (М ф ч £ 8 4 ф •d 5 <5 S8 ело 3 3 §8 JXM 3 1 ci CHQ С0О СГХСО 1 • Фирма,страна - Р ф •Р h s°. ■Р и 9? •Н -Р гЧ Л ч Гъ СО 3 о 9 3 86
Продолжение таблицы I 2 3 СМ 00 | 32-64 | 7 см со 32-64 со м 4 ■м* CM CM CM 1 cm M 8-16 12-24 07 4 M -4< CM CM M 2 «Л м со 3 СМ 8 1 3 <М СП м 4 СМ см о м Й 8 м 4 со 8 M 00 CM M CD M 4 CM co 4 8 M 4 8 4 X 00 о сэ Ю r- o CM о •m* o’ 2 1 § £ g g 8 X 8 1 i g 3 S я 3 3 СМ CM 3 M CM CO CM 7 CO M Z о СО о со о СО С' СО оо см^г Ю <M 8 8 co M CO M CO M 38 M о г? o' Ю r- O 00 UFHO \ УА gA 58 \ У А ►5 ° U5M О' А Sg \ ЙА 5g I § g O' A 5 A Й со 00 о CO о CO 3 О’З* coco COCO o-<f COCO CO - ■ ■ ■К 8 М 4 со 7 м \ со 4* .7 о д мм О M 4j 4 CD M 1 JJ О Д cm M 4 7 M M о о со М 4 о 7 ю 1—1 СМ СО 3 Ю СП ю & Ь*’» 3 « М Ф 83 юз CM 3 M CD CM 1 M M 50 скал, 400вект, Ю 7 cO- co • COO S3 Ю M 4 00 E-i CD M CO Ф Д 8 \ со м м СП м \ CO • \ Ю g СМ ю м м 00 о 8 3 § о 8 СМ cL о ^8 ООО СО СО Й8 S3 ci о оо оо 00 м мем ci cm coo 38 СП is юсм M CD 00 cm cm 8? Ю o- Ю M 8 ь о о о о и ю 8 м 00 8 м 1 юо 88 мм 1 юсо 88 им 1 юсо 88 мм 1 юсо 88 мм м 8 м CM 8 M co 8 M a Ю 8 M Ю 8 M g M MM g ф § в - ь я ф •р ■р а о Q СП С- 4 Рч ф т8 О Я ю 5 г-< Ф TJ я, СГМ ф тЭ о а 'А А г-4 ■S lAfc 4 Я $ <м й ф £> о OlA 0-0 T-CO I Ф £» о \ О1Л £8 p ф "s о Cyber 205 серия 60G О1Л com X-CD Й Ф £> >>» О V- CH P Ф x> о Cyber 180/ 860 M I о 1 а • - BNN Laboratories, США 3 о я XI 2 ъ Control Data ( CDC ) ,США Convex Computer, США 87
оодолжение таблицы Разработка прекращена в 1985 88
Продолжение таблицы 1 Данные приведены по состоянию на 1984 г. 89
ПТСПГриХ OHHQXIfOtfOdn 2 3 о 4 4 3 СО со 4 04 СО 16-64 2 04 со СО ю 04 1 04 СО со ю 04 со •О’ СО i СО 8 4 А СО 8 а >4 8 4 8 4 А со 8 4 1 04 СО СО in 04 X Ш in о •XI in 8 ш in о о 2 g g В в в в § - со оЗ 04 4 сП СО <-О СО 8 8 4 А СО duo w in к -ф 4 ОС'' Д Sjin d ,n я '<d 4 оо- д 2 ш 04 04 OQ 1П 04 04 оо co¬ co о со со о 8 О ш со о 1.0 со о 1П СО О in СО о Ю СО о* со 4 О - он> §м У о Д м ц-А Sw SO И« и« о Н» S8 ОН» о"А § И « СО со СХ2 СО 04 СО 04 со 04 14 04 V *4 \ 14 04 04 А ч 4 о СО СО 04 О 1П >? in [> Ю 4 О СО 04 4 А 15,4 скал. 140 [ вект. Ь О W in ф 04 Д ь о к О Ф in д 5 W 38 О СО 4 1 in ю со 04 о- J4 - о о Ю со О О о- сп СО Ао оо оо ■^*in 4 8о 88 coco 193,7 (мес. ар. плата) 8 о со 8 со 4 4 8эа со 3° - £ 4 о 8 14 со 8 04 8 4 04 8 14 04 8 ьч со 8 4 ш 8 4 g 4 ! ш 8 4 о 8 4 - к\ 8 3 О 9 о СО й 3 О о> \ 8 14 14 О & А 3 о ₽2 S ГО А Я о ◄ Рч §со О О 1А <4 я о о Рч £8 я о о й А8 > <м я о о а 3 о Рч О 03 о- А я о о а - National Advanced Systems(NAS),СЫА S^eriy (Univac), е о S •р 4 d Рч 90
М 5 2 м то ci СО м .0 3 м .о .0 со 3 J2 •л •о сО СО СО со ■ D 5? $ 3 10 М СО 4 -.0 я 10 м м 4 4 4 1 м СО 4 4 4 м ? н ,ч 70 СО ? 1Н ■о м м ci И ' о гН о 4 ч 5 о 0 о" о £ 2 й <5 о 5 о о о о о о 5 СО <ом< I ОЧ 4м с4ч еч Ч< 10 ■м 0?4 10 М ?4 »-Ч нм ЮЭ о ч -1 0 ю со :• ч о о иою 100 10 10 10 10 10 L0 0 О ГОЧ’ СЭЧ< ММ ММ М ?4 М М М со ч ОС оэ о о О О 0 70 О О □ о о \ \ оь» ® ко оь, Ко о ь) к о ор К о О о к § £ Уй yg -UM ДН м .О м ,0 О -0 нО О Зн СО Ч* Ч 4 <М м о СО со со со \ \ \ \ 7 7 7 0Q 04 Н М л ( 1 1 4 о ь о « о о to о в н « S S СО 10 1? ° м £>4, Ь Н ХЮ ф ч о ио д м 1 7 р Д д 4 н д н д «СО Ф ОМ д СО н н н ч1 3 н • Д и э о н 3 1 1 2 S 3 э . о н ₽<-' • 4— СО д д Н • Ен со . СО Рг^ 10 д д 1 • Ен О Ен г О ОР ОЛй О р<-ч ОДД о со 3 СО Д д ( • И о д*д Ы • Ен о сГд О- • Ен От- со д д СО • Ен 43 о ° О О 1-1 • Ен О М . Ен О ч со ПОЙ со ф ч ПОД ф ч М О д Ф Ч со о Д Ф ч <м о д С- О д 10 Ф ч 3'3 S3 Ф Ф =5 <М 2 К 3 к 3й 3я 2 Д нз д 10Н гч м S Я Ф СО 10 10 <М ч 10 СО •0 £ 8 $ 5? 8? 8? со о 8? 8? § т 8? ф д н 1-1 н ЬЧ 1-1 14 >н н н a ф О о о о 0 о л к 1 см £ о 7 W О СО 1 и § 5 СО 3 Y 8 <3 АСО6-95 4 и и М М СО (А 1 8 ч м и ю" 35 <—1 СО *Н гЧ Р а) р > я о 5 •Н V-. р 5 +> а А гЧ О s- я о л <И О м а - Я о ternatio uputers глия ■р •н я £ g 91
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫСЖОЛРОИЗВОДИТЕЛЫЫХ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ГВ.',: Таблица г 2 1 § 1 2 >> 1 * !2 CM о <- 256-512 тыс. слов (один ЦП см 8 о hh z 4 О О 3 о X I 2 s ё w и S W о о 5 е L=> i - о со I * у i * x - о Cd о <м о о о о 2 * " = 2 1Г\ о- о S 2 2 н e к * О P § 8 ор S о со а £S >Р StJ о’дЗ S Г2Еч о О P —1 " о я Пи'* ж 00 <\J r<\ СО СО СМ 4" Г- гс\со см м> см о см о- ‘св .'1 -е 5 О t X 2 * = 9 я с - \ 4" <0 \ 4- со I Ю 4- 00 *\ГО '•се: >о \ со ~т; j ! » ? ? ь 2 Ц - EC О О <48 UAcO СМ V о к> 4- и О Ж CO о 4 ф в о 0 „ > . Т X х 2 § 1 U *2 >. « - Стоимость, тыс. долл. - §§ 3 8 3 С'- 8 с^ О Ж л J • о 1 и | 8 K\ co cn 4- см 1 1Г\ аз СП PU Si § о 1 3 1-1 и ff) н н W 2 е Control Data(CDC), США Goodyear Aerospace США Lawrence Livermore Laboratories(LLL), США
н * и 2 > <и О £ £ У ® н о 4-64 0,512- 48 о 75 °§ 128 1 02 r- CD 3 CD in CD o' 0,512- 8 Ъй 5 - /0,17- 0,5 О CD CQ Ы а * С 2 МОП I МОП | 8 емкость БЗУ, Кбайт 2 CD 192 X S у н- = 091 167 167 182 1 1П xr О m 0 Л время задержи вентиля, нс о 7 0 Эх х Г а а Н S о CD БИС/ БИС/ TTISh у CD SM БИС/ ECL, TTL БИС/ ECL Длина слова, бит 00 OJ со CD CO co co CD CD CD 8 0 CO Кол-во пропес- соров, центр./ периф. /1-15 h. .0 2 J х • 11 !Ч « СП о OQ »-4 26-62 Искал. 33-341 B6KT. b co Й ”8 >H S 1—I ф Д to Д M §8 67-133 вект. 001 Кол-во машин устан./ заказ. J Стоимость, долл. - in <м Ш 1П 100 210 0 Q 1 0 CD 450-1600 640-800 298 in C- 950 3500 250-3750 Дата первой поставки - 1982 1981 1984 1981 3 cd Ы 00 CD n c3 CD H 8 CD in CD CD Ы 1980 1986 1982 Название ЭВМ - АР-500 МАР-400 0 $ i ’Ф CO n 1 § § 0 7 g US 1 Й (4 41» CD CQ 1 s Рч CD 7 ffi CM 7 5 ISP 0 0 ьч Еч И Фирма,страна Analogic, США Computer Signal I Processor(CSP), США 1 Floating Point Sy81e ms (FPS),США Sperry (Univac), США STAB Technologies, США . 93
IV В. Н. Головня ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ АРХИТЕКТУРЫ ВЫСОКОПРОИЗВОЖЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ. МАШИН Наиболее интенсивное развитие в области ВТ за ру¬ бежом наблюдается в направлениях супер-ЭВМ, 32-разряд - них микропроцессоров (МП), средств хранения и передачи данных, интеграции ВС. Супер-ЭВМ, по выражению одного из ведущих американских специалистов Линкольна (n.r Lin¬ coln ), всегда на одно поколение отстают от требований времени к производительности ЭВМ, выдвигаемых развитием науки и техники. Для дальнейшего увеличения производи¬ тельности разрабатываются новые модели вычислений, ар¬ хитектуры супер-ЭВМ, языки и системы программирования на базе технологических усовершенствований /1-3/ Огромные резервы повышения производительности за¬ ложены в архитектурных принципах построения высокопарал¬ лельных ВС многочисленных (около 150) научно-исследова¬ тельских проектов университетов и фирм США, Японии и За¬ падной Европы. Многие из них, например потоковые ЭВМ, представляют собой архитектурные решения будущих супер¬ ЭВМ. Однако практическая полномасштабная их реализация считается маловероятной раньше следующего десятилетия. Намеченные в США и Японии рубежи производительнос¬ ти (I млрд.оп./с к середине и 10 млрд.оп./с к концу 80- годов) достигаются в разрабатываемых системах ведущих фирм Cray Research, ETA Systems/CDC. Fujitsu, Hitachi - 94 -
0 изс • В этих системах для. повышения производительнос¬ ти супер-ЭВМ с помощью архитектурных решений интенсив¬ но используется совмещение вычислительных операций во времени за счет увеличения степени распараллеливания и конвейерного выполнения операций, а также векторизации данных. С этой целью в разрабатываемых супер-ЭВМ увели¬ чивается число используемых процессоров и функциональ¬ ных устройств, емкость регистровой памяти, применение параллельного обращения к основной памяти, совершенст - вуются структуры алгоритмов и программ, получают разви¬ тие параллельные языки программирования /1,4/. В области ВТ 80-е годы характерны активным разви¬ тием MiMD-архитектуры, наиболее перспективной для обе¬ спечения роста производительности и сохранения универ - сальности ВС. Все американские фирмы-изготовители супер¬ ЭВМ перешли к использованию многопроцессорной архитекту¬ ры. Специалисты считают, что до конца десятилетия будут использоваться конфигурации супер-ЭВМ, включающие до 16 64-разрядных процессоров, возможно использование 64 32-разрядных МП и проблематично применение 1024 процес¬ соров. для эффективного использования многопроцессорной архитектуры ведется активный поиск автоматических средств выявления параллелизма из доалгоритмических прикладных моделей вычислений /1,4-6/. Принцип построения многопроцессорных супер-ЭВМ, в которых несколько мощных векторных конвейерных парал¬ лельно работающих процессоров объединены общей памятью, остается основным при создании современных суперсистем и более эффективным для универсальных применений, учи¬ тывая современную технологию и механизмы управления ре¬ сурсами. Работа такой супер-ЭВМ под управлением единой ОС обеспечивает эффективный многозадачный режим.Высо¬ копараллельные архитектуры на базе большого числа про¬ цессоров использованы в нескольких проблемно-ориентиро¬ ванных и специализированных системах, например,мрр фир¬ мы Goodyear Aerospace . Для современных супер-ЭВМ обыч¬ но указывается максимальная или пиковая производитель - - 95 -
ность,возможная в короткие промежутки времени.Средняя производительность при типичных применениях составляет приблизительно 10-20% от максимальной /4,6/. Фирма Cray Research продолжает занимать лидирую¬ щее положение в мире по числу установленных и заказан- ных супер-ЭВМ. Основная серийная ЭВМ фирмы Cray х-МР является многопроцессорной системой с 2 или 4 ЦП, об¬ щей памятью и подсистемой ввода-вывода. Эффективно ком¬ бинируются скалярная и векторная обработки, использует¬ ся несколько конвейеров в каждом ЦП, обеспечивается мно¬ гозадачный режим. Применена расширенная основная па¬ мять емкостью до 1024 Мбайт. Имеется 4 порта выборки на процессор, которые в комбинации с коротким циклом памяти обеспечивают пропускную способность памяти в 8 раз больше, чем в ЭВМ Cray 1 . В памяти использовано 32-кратное расслоение. Очень быстрая скалярная обра¬ ботка обеспечена малыми временами цикла машины и вы¬ борки и большой буферной памятью команд. Большая ско¬ рость векторной обработки достигается коротким циклом машины, наличием нескольких портов и гибкостью исполь¬ зования аппаратных средств. Возможно одновременное вы¬ полнение 2-х операций выборки, арифметических операций ж одной операции записи в память в серии связанных векторных операций. В результате архитектура процессо¬ ра обеспечивает высокопроизводительную сбалансирован - ную векторную обработку для коротких и длинных векто - ров, характеризуемую широко используемыми операциями регистр-регистр или память-память /6,7/. Супер-ЭВМ Cray 2, первый образец которой установлен в 1985 г., является четырехпроцессорной ВС с общей па¬ мятью емкостью 256 млн.слов, временем машинного цикла 4,1 нс и производительностью 1,2 млрд.оп./с (рис.1). Помимо основных 4-х процессоров имеется дополнительно приоритетный ( foreground ) процессор, который коорди¬ нирует работу процессоров, периферийных контроллеров и основной памяти с помощью 4-х каналов связи, передаю - щих данные со скоростью 4 Гбайт/с /8,9/. ЭВМ Cray 2 - 96 -
Рис.1. Блок-схема супер-ЭВМ Cray .2» 1 - процессор Д; 2 - процессор С; 3 - процессор В; 4 - процессор А; 5 - векторно-скалярный блок; 6 - 64-разрядный регистр векторной мас¬ ки ; 7 - 8-разрядный регистр векторной длины ; 8 - векторные конвей¬ еры ; 9 - целочисленные операции и сдвиг ; 10 - логические операции; 11-1 слово за цикл; 12-8 векторных регистров длиной по 64 слова; 13 - общие конвейеры; 14 - операции умножения «нахождения обратной ве¬ личины .извлечения кв.корня с плавающей запятой; 15 - операции сложения и вычитания с плавающей запятой; 16 - основная память 256 млн.слов ; 17 - локальная память 16384 слова ; 18 - 8 64-разрядяых скалярных регистров ; 19 — скалярные конвейеры ; 20 - целочисленные операции; 21 - сдвиг ; 22 - логические операции ; 23 - 8 32-разрядных адрес¬ ных регистров; 24 - адресные конвейеры ; 25 - устройства умножения; 26 - устройства сложения; 27 - управление; 28 - буфер команд на 128 слов; 29 - устройство декодирования команд и управления системой - 97 -
является mimd-системой с интенсивным использованием конвейерной обработки в каждом процессоре• В процессо¬ ре используется 512 64-разрядных регистров. Использова¬ но 8 семафорных признаков для синхронизации операций. Локальная память имеет время обращения 45 нс для скаля¬ ров и 51,5 нс для векторов. Набор команд включает 127 различных команд, в основном трехадресных типа регистр- регистр. Загрузка и хранение в 8 векторных и 8 скаляр - ных регистрах управляются адресами, хранимыми в 32-раз- рядных адресных регистрах. Четыре канала ввода-вывода со скоростью передачи 500 Мбайте каждый связаны не¬ посредственно с основной памятью /9/. Процессоры ЭВМ Cray 2 имеют большое сходство с ЭВМ Cray 1,но и значительные различия - радикально от¬ личаются системой прерывания и управлением вводом-выво¬ дом; уменьшено число команд со 180 до 127; частично изменена организация конвейера. Максимальная векторная производительность одного процессора Cray 2 в 3 раза больше, чем ЭВМ Cray 1 . при этом скалярные производи¬ тельности не отличаются; время выборки в основной памя¬ ти почти вдвое больше в ЭВМ Cray 2 (предполагается , что это можно компенсировать эффективным использовани¬ ем локальной памяти для хранения промежуточных резуль¬ татов). ЭВМ Cray 2 работает под управлением ОС Unix System v и допускает в настоящее время использование двух типов периферийных устройств: дисков и терминалов. Для всех других типов устройств ввода-вывода будет ис¬ пользоваться процессор предварительной обработки/?,9-13/. Супер-ЭВМ Cray 3 , выпуск которой планируется на 1987 г., будет построена на 16 процессорах. Процессор ЭВМ Cray 3 должен иметь время цикла 2 нс и строиться на Оаа е-схемах. Применение в этой машине ОС UNIX System V позволит пользователям осуществить плавный переход от Cray 2 к Cray 3 /7,14,15/. Появилось пер- п вое упоминание о системе Cray 4 /15/. Фирма eta Systems (отделение супер-ЭВМ фирмы cdc) не использует новую технологию типа GaAs и новые ар- - 98 -
на датектурные концепции типа Rise , а ориентируется традиционные архитектурные решения, основанные на кон¬ вейерной организации вычислений плюс ограниченное муль¬ типроцессирование, и на обычную CMOS-технологию.В раз¬ рабатываемой супер-ЭВМ ЕТА-1б(то же Cyber 2ХХ И GF-1O) с производительностью 10 млрд.оп.пл.зап./с будут жсполь- зоваться 8 процессоров, имеющих архитектуру ЭВМ Cyber 205 и программно совместимых с этой машиной. Каждый ЦП будет иметь производительность 800 млн.оп.пл.зап./с в 64-разрядном и 1600 млн.оп.пл.зап./св 32-разрядном ре- даме. Локальная память каждого процессора - 4 млн.слов. Общая память процессоров емкостью 256 млн.слов построе¬ на на кристаллах 256 Кбит /3,7,16-18/. Фирма Deneicor прекратила в 1985 г. производст¬ во супер-ЭВМ, однако архитектура сильносвязанной на уровне процессоров 16-процессорной системы не? продол¬ жает представлять несомненный интерес для разработчиков супер-ЭВМ. Произвольно структурированный параллелизм системы применим к кодам, которые не векторизуются лег¬ ко. Концепция сети с передачей пакетов данных и конвей¬ ерной mimd -архитектуры эффективна для решения многих проблем. Архитектура допускает модульное наращивание си¬ стемы /6,7/. Каждый процессорный модуль может выполнять параллельно до 64 независимых процессов, причем особую важность приобретает синхронизация процессов. В системе нер используется одноразрядный признак ( тег ) в каж¬ дом 64-разрядном слове данных. При записи слова в ОЗУ признак устанавливается в I, при первом считывании это¬ го слова - в 0. При необходимости блокируется выборка информации из "пустой" ячейки (со значением признака 0) и запись данных в "заполненную" ячейку (со значением I). Применение такого механизма синхронизации в отличие от используемых во многих ЭВМ семафоров и других механиз¬ мов приводит к меньшим потерям за счет аппаратной реа - лизации /19/. В отличие от архитектуры mimd с умеренным числом процессоров В супер-ЭВМ фирм Cray Research , ETA Sye- - 99 -
terns (CDC),Denelcor, в системе S-1 Ливерыорской лабо - ратории японские фирмы успешно создают свои супер-ЭВМ, используя архитектуру SIMD . В супер-ЭВМ расой vp фирмы Fujitsu использует- ся архитектура универсальных ЭВМ серии расой м с рас¬ ширенными возможностями векторной обработки. Ключевыми чертами архитектуры машин facom vp являются : динамически реконфигурируемые большие векторные регистры ; эффективный набор команд, состоящий из 195 скаляр¬ ных и 83 векторных команд ; сложный компилятор на языке fortran с мощными векторизующими возможностями ; совместимость с универсальными ЭВМ; разнообразные вспомогательные архитектурные реше¬ ния для увеличения параллелизма обработки и соответст - венно производительности /12,19-22/. Наиболее мощная супер-ЭВМ sx-2 (рис.2) японской Фирмы nec работает под управлением ос асоя . Централь¬ ное обрабатывающее устройство ЭВМ sx состоит из двух независимых по функциональным возможностям процессоров: управляющего и арифметического, работающих с общей па¬ мятью емкостью 256 Мбайт. Управляющий процессор коорди¬ нирует работу устройств ввода-вывода, ресурсы системы, работу с файлами, выполняет компиляцию программ. Арифме¬ тический процессор для научных вычислений служит для выполнения конечной программы. Разделение функций сок - ращает время обработки. Сокращение времени ввода-вывода данных происходит за счет введения расширенной памяти емкостью 2 Гбайта.В качестве управляющего процессора мо¬ гут использоваться универсальные ЭВМ acos. Арифметичес¬ кий процессор разделен на скалярный и векторный блоки. 16-конвейерная организация векторной обработки представ¬ лена 4 наборами из четырех синхронно-действующих конвей¬ еров для каждой из операций: сложения,умножения и деле¬ ния, сдвига и логики. Используется также конвейерная об¬ работка скалярных данных. В скалярном блоке имеется кэ- - 100 -
Рис.2. Блок-схема супер-ЭВМ SX— 2 фирмы NEC : 1 - процессор для научных вычислений ; 2 - векторный блок; 3 - 8 256-разрядных регистров векторной маски ; 4 - векторные конвейеры ; 5 - 256-разрядный регистр управления векторными операциями ; 6 - сдвиг ; 7 - 8 слов за цикл ; 8 - 8 256-разряд- ных векторных регистров ; 9 - логические операции; 10 - операции умножения и деления с плавающей запятой; 1 1 - л- слова за цикл; 12 - регистры векторных данных емкостью 8192 слова, организован¬ ных как 32x256 слов или 64x128 словчили 128x64 слова; 13 - опера¬ ции сложения и вычитания с плавающей запятой ; 14 - управление ; 15 - кошевая память емкостью 64 тыс.байт ; 16 - буфер команд ем¬ костью 2048 байт ; 17 - декодирование команд и управление систе - мой ; 18 - скалярный блок ; 19 - 128 64-разрядных скалярных ре¬ гистров ; 20 - сдвиг ; 21 - логические операции ; 22 - операции умножения и деления с плавающей запятой ; 23 - операции сложения и вычитания с плавающей запятой ; 24 - основная память с максималь¬ но;! емкостью 256 млн. байт. - 101 -
шевая память емкостью 64 Кбайта. Буферная память команд емкостью 2048 байт применяется для предварительного про¬ смотра команд. В супер-ЭВМ sx-2 используются 167 трехадресных команд (из них 86 векторных) типа регистр-регистр.Ввод- вывод осуществляется с помощью 32-х каналов со скоро - стью передачи до 3 млн.байт/с каждый. Максимальная про¬ изводительность модели sx-2 167 млн.оп./с или- 1,3 млрд.оп.пл.зап./с /9,23/. Предварительное сопоставление возможностей супер¬ ЭВМ sx-2 и Cray 2 показывает, что большое превышение в этих машинах скорости векторной обработки над скаляр¬ ной означает на практике, что векторизация приобретает все большую роль /23/. Теоретически максимальное быст - родействие при операциях регистр-регистр супер-ЭВМ sx-2 и Cray 2 различается мало: 1,3 и 1,9 млрд.оп.пл.зап./с. Стартовое время для процессоров: 60 нс для sx-2 и 80 нс для Cray 2 уменьшает максимальную производитель - ность при длине вектора 256 разрядов до 1,0 и 1,1 млрц. оп.пл.зап./с соответственно. Потери производительности происходят и из-за времени обращения к ОЗУ: 200 не для sx-2 и 260 нс для Cray 2, в результате чего про¬ изводительность машин падает приблизительно до 500 млн. оп.пл.зап./с. В действительности использование локаль - ных памятей и соответствующее перекрытие работы с реги¬ страми и памятью и операций с плавающей запятой позво - ляют повысить максимальную производительность обеих ма¬ шин на 20-25% /9/. Предполагается, что скорость скалярной обработки sx -2 вдвое больше, чем у одного процессора Cray 2 . В действительности быстродействие скалярной обработки бу¬ дет зависеть от времени обращения к ОЗУ. В sx-2 выбор¬ ка ускоряется использованием кэша, в то время как в ЭВМ Cray 2 применяется локальная память для хранения резуль¬ татов. Пока невозможно оценить, какой подход эффектив - нее. Поскольку скорость векторной обработки увеличива - ется все больше по сравнению со скоростью скалярной об¬ - 102 -
работки, требуется развитие методов выявления паралле¬ лизма в скалярных частях задачи для увеличения скорости их выполнения, чтобы избежать существенных изменений в соотношениях векторной и скалярной частей супер-ЭВМ/9/. Одним из путей обеспечения супервычислений являет¬ ся использование для научных вычислений и для обработки сигналов в реальном масштабе времени матричных процес - соров фирмы fps и других. Процессоры фирмы FPS обеспечены интерфейсом с универсальными и мини-ЭВМ фирм IBM, dec , Sperry , Apollo . Известны примеры успешной конкуренции ВС, состоящих из машин фирмы ibm с процессо¬ рами fps , с современными супер-ЭВМ. Параллелизм в про¬ цессорах fps достигается наличием управляющего процес¬ сора, связанного с некоторым числом арифметических про¬ цессоров, специализированных на сложении, умножении, извлечении корня,и использованием конвейерной обработки. Специализированные процессоры обрабатывают различные ти¬ пы данных: скалярные, векторные, матричные. Системы фир¬ мы fps обладают значительно большим прикладным ПО,чем большинство других ЭВМ. В 1985 г. фирмой разработаны два новых процессора для научных применений: fps-264 и fps- 364 /12,24-27/. Фирма ibm ввела встроенные средства векторной об¬ работки для универсальных ЭВМ серии sierra (IBM-3090) и ПО, ориентированное на векторную обработку. Новые средства обеспечивают максимальную производительность 50-100 млн.оп.пл.зап./с (средняя производительность 10-20 млн.оп.пл.зал./с). Стало возможным выполнять ариф¬ метические и логические операции над строками и столб - цами 128 чисел одновременно с помощью одной команды. Добавлена 171 команда для обработки векторов. Одно век¬ торное устройство включает 16 32-разрядных или 8 64-раз- рядных векторных регистра и может быть использовано с каждым ЦП ЭВМ серии 3090,то есть 2 устройства с моделью 200 и 4 - с моделью 400 /29,30/. В последние годы активно развиваются ЭВМ нового класса мичисупер-ЭВМ, которые также называют мини-Cray, - 103 -
■•почти супер-ЭВМ", Crayette , Минисупер-ЭВМ имеют произ¬ водительность, достаточную для ряда применений в метео¬ рологии, аэродинамике, вычислительной физике, при моде¬ лировании, и служат в таких случаях альтернативой очень дорогим супер-ЭВМ. Начало этому классу положили процес¬ соры фирмы fps.В 1985 г. этот класс ЭВМ значительно уси¬ лили фирмы Convex Computer И Alliant Computer Systems.По¬ добные ЭВМ ГОТОВЯТ К выпуску фирмы Scientific Computer Systems , Multiflow , Axiom Computer, American Super - computer и др. В суперМИНИ-ЭВМ С-1 фирмы Convex Computer осущест¬ влена концепция векторной обработки при использовании обычной технологии. Как и в супер-ЭВМ, ЦП освобожден от функций ввода-вывода, осуществляемых специальным про¬ цессором. В ЭВМ С-1 использована архитектура ЦП ЭВМ Cray : и векторные накопители, и несколько АУ, обрабаты¬ вающих 64-разрядные операнды за 100 нс. Несколько асин¬ хронных блоков обработки , взаимосвязанных через быстро¬ действующие 64—разрядные шины, работают в конвейерном режиме с быстродействием 60 млн.оп.пл.зап./с. Разрабо¬ тан оптимизирующий векторизующий компилятор для про¬ грамм на языке' fortran 77 /30-33/. Фирма Alliant Computer Systems ввела серию ЭВМ FX , являющихся системами из связанных процессоров посред¬ ством общей памяти; система состоит из двух частей:пред¬ варительной обработки (функции ОС и взаимодействия)с по¬ мощью 12 взаимодействующих МП 68010 и основной быстрой обработки с помощью 8 скалярно-векторных процессоров.Ос¬ нова успеха этих машин - в блоке управления, аппаратно синхронизирующем процессоры и процессы. Универсальные конвейерные процессоры дополнены набором векторных ко¬ манд и векторных регистров. Для решения единой задачи могут быть использованы до 8 процессоров с обеспечением производительности от 10 до 94 млн.оп.пл.зап./с /3,31 , 34-36/. Национальная французская программа создания супер¬ ЭВМ предусматривает выпуск в 1988 г. супер-ЭВМ marisis - 104 -
с производительностью 200 млн.on.пл.зап./с с ОЗУ емко¬ стью 100 млн. 64-разрядных слов. В состав национальной программы входит проект ISIS фирмы Bull , по которому создается процессор с производительностью 100 млн. оп. пл.зап./с. Процессор состоит из скалярного устройства с быстродействием 44 млн.оп./с и векторного устройства, включающего от 8 до 32 ПЭ. Опытные образцы машины долж¬ ны начать работать в 1986 г. В системе karisys всего будет использоваться 7 процессоров ISIS . в первом ва¬ рианте - 2. Работы по ПО проводятся в рамках проекта Marianne /37/. Японский проект sp сверхвысокопроизводительной ВС нацелен на создание машины с производительностью 10 млрд.оп.пл.зап./с., а американский стратегический план sc развития супер-ЭВМ - на достижение производитель¬ ности 1000 млрд. оп.пл.зап./с /4,6,19/. Необходимо специальное программное обеспечение для получения мак¬ симального эффекта от параллелизма разрабатываемых аппаратных средств супер-ЭВМ. Пока нет универсальных языков программирования для параллельной обработки. Большинство пользователей пишут исходные программы на языках, разработанных для последовательной обработки. Параллельные конструкции в ЯВУ позволяют легко транс¬ лировать исходный код в векторный с помощью векториза¬ тора. Большинство векторных современных ЭВМ ориентиро¬ вано на FORTRAN /6/. Современные супер-ЭВМ Cray Х-МР , Cray 2, ЕТА-10, S-1 являются сильносвязанными мультипроцессорными си¬ стемами с общими ресурсами и общей ОС, обеспечивающей взаимодействие в системе. Каждый процессор имеет так¬ же локальную память. Три типа соединений используются в коммерческих мультипроцессорах: общая шина распреде¬ ления времени, перекрестный переключатель и многопорто¬ вые памяти. Увеличение числа процессоров в сильносвязан¬ ной системе ограничено падением производительности из- за увеличения конфликтов в памяти. Другим сдерживаю - щим фактором является ограниченная пропускная способ- - 105 -
ность соединительных устройств процессор-память. В ре¬ зультате не белее Си процессоров может оыть соединено с помощью шин /6,19,35,38/. Дальнейшее развитие параллельной обработки сти¬ мулируется доступностью недорогих 32-разряднкх мик¬ ропроцессоров, заказных и полузаказных логических устройств и увеличением требований к росту произво¬ дительности. Соединение множества (сотен и даже тысяч ) микропроцессоров через посылку сообщений, распределе - ние общей памяти или некоторую комбинацию этих двух способов осуществляется в архитектурах многочисленных проектов параллельных ВС /1,5/. Делаются попытки разра¬ ботки соответствующих алгоритмов и языков программиро¬ вания параллельной обработки, решения проблемы сохране¬ ния производительности параллельных систем при возрас¬ тании числа процессоров, определения компромисса между числом процессоров, степенью их сложности, сложностью компилятора и типом параллельной архитектуры /1,5/. 32-разрядные МП вместе с сопроцессорами для опе¬ раций с плавающей запятой дают возможность разработки различных архитектур высокопроизводительных ВС. Сейчас эти стандартные компоненты ВС имеют максимальную произ¬ водительность порядка нескольких миллионов операций в секунду. Определенное число исследовательских и экспе - риментальных проектов используют конфигурацию 64-х или более независимых МП в mimd -системах для достижения производительности супер-ЭВМ. Таким образом, внимание фокусируется на применении мультипроцессорной и мульти- микропроцессорной (ММП) организации /35/. От уровня функциональной сложности (granularity) используемых процессоров зависит степень параллелизма системы. Самые малые ПЭ обеспечивают параллелизм на ко¬ мандном уровне (конвейерная, векторная обработка) и да¬ же на разрядном уровне обработки (примером является си¬ стема Connection Machine фирмы Thinking Machines). Различные ПЭ или уровни конвейеров должны иметь синхро¬ низацию на субнаносекундном уровне. Средние ПЭ обеспе - - 106 -
чивают параллелизм выполнением последовательных итера¬ ций типа со-loop. Используются специальные параллель - иые компиляторы, такие как в проекте Parafrase или компи¬ лятор на FORTRAN'е фирмы Alliant Computer Systems у?. ПО¬ МОЩЬЮ которых можно менять режим вычислений. Для та^ ких систем требуются примитивы синхронизации на микро - секундном уровне. Примерами являются системы ultracom¬ puter Нью-Йоркского университета и RP3 фирмы IBM,исполь¬ зующие для целей синхронизации команду fetch and add. Большие процессоры обеспечивают универсальное сов¬ ременное мультипроцессирование, которое предполагает разбиение проблемы на отдельные задачи, обрабатываемые независимо друг от друга /35/. Ключевой характеристикой параллельных систем явля¬ ется метод использования памяти. Распределенная или ло¬ кальная память в каждом процессоре эквивалентна слабой связи в мультипроцессорной системе. Процессоры связаны друг с другом посылкой сообщений через соединительную сеть. Примером служат современные реализации гиперкубов. При глобальной памяти или общих ресурсах мультипроцес - сорная система является сильносвязанной (например, си¬ стема ultracomputer ). В таких системах, как RF3 фир¬ мы IBM и Butterfly фирмы bbn , имеются и глобальная, и локальная памяти. Преимуществом модели с глобальной памятью является возможность загрузки процессоров сразу и использование общей памяти для взаимосвязи процеесо - ров. С другой стороны, число процессоров в системах с распределенной памятью изменяется легко и может быть очень велико, а в системах с глобальной памятью ограни¬ чивается соединительными устройствами-пинами /35,39/. При создании архитектур с множеством процессоров доминируют 2 типа соединительных сетей. Один из них - многоуровневые (multistage) сети, используемые, на¬ пример, в системах Ultracomputer, RP3 и Butterfly для соединения кавдого процессора с каждым модулем па¬ мяти. В них используются 2 или более уровней промежуточ¬ ных переключающих узлов. - 107 -
Второй тип - схемы,используемые в гиперкубах, где каждый процессор подключен только к ближайшим соседям. При необходимости связи с более отдаленным процессором сообщения посылаются через один или больше промежуточ¬ ных узлов. Древовидные соединения,например, в системах jton- VOTI Колумбийского университета, Advanced Computer Pro¬ ject (Fermilab) , машина баз данных Teradata , явля¬ ются еще одним решением проблемы соединений. Их примене¬ ние ограничено спецификой возможных вычислений/35,38/. Привлекает исследователей концепция динамических реструктурируемых сетевых архитектур), которые образуют различные конфигурации для различных проблем /43,41/. В таких сетях сочетается ряд достоинств: самомаршрути- зация сообщений, динамическая реконфигурируемость, от¬ казоустойчивость, возможность расширения сети. Средст¬ ва, обеспечивающие отказоустойчивость, являются встро¬ енными, а не получены посредством избыточности /40/. Представлен новый класс сетей, которые могут быть ис¬ пользованы для соединения процессоров в универсальные супер-ЭВМ /42/. Хотя большинство университетских проектов высоко - параллельных систем находится на стадии , далекой от реализации, правительственное финансирование многих из этих проектов, начиная с 1984-1985 гг., позволяет испы¬ тывать разработанные архитектуры и ПО на средне- и пол¬ номасштабных образцах ВС /43-45/. В 1985 г. некоторые фирмы приступили к реализации полных образцов некото¬ рых университетских разработок /3,35/. Так,фирма Intel в 1985 г. начала коммерческие поставки систем ipsc для научных расчетов, созданных по проекту Cosmic Cube Ка¬ лифорнийского технологического института (KIT). Cosmic Cube - слабосвязанная ММП-система, в ко¬ торой каждый процессор имеет локальную память и связан с ближайшими соседями. Метод соединений - гиперкуб. К достоинствам сети гиперкуба относят возможность расши¬ рения количества узлов, а следовательно, и производи- - 108 -
цельности, оптимальность связей и их соответствие зада¬ чам, а также выбор аппаратных и программных средств в зависимости от объема и сложности решаемой задачи/46/. Имеется глобальный канал, посредством которого узлы по¬ лучают свои программы от управляющей ЭВМ и отсылают ре¬ зультаты. В двух моделях Cosmic Cube , построенных в kit , используются МД Intel 8086, третья разра - ботана на МП 68020 /20,35,47,48/. Созданная машина со¬ стоит из 64-х процессоров и работает с 1983 г. Кавдый узел имеет память емкостью 128 Кбайт. Разрабатывается ' образец на 128 процессорах. Целью фирмы Intel является построение супер-ЭВМ с помощью архитектуры Cosmic Cube Первые три ЭВМ iPSC объединяют 32, 64 и 128 процессоров, использую¬ щих МП 80286/80287 с тактовой частотой 8 МГц, и обе¬ спечивают производительность до 10 млн.оп.пл.зап./с.ЭВМ с 32 узлами имеют распределенную память 16 Мбайт, с 64 узлами - 32 Мбайта,с 128 узлами - 64 Мбайта. Трудность представляет отсутствие прикладного ПО /1,3,35,39,43, 49-52/. В параллельной ВС, введенной фирмой Alliant Com¬ puter SystemsB 1985 г., используются результаты работ Иллинойского университета под руководством д.Кука. Эти работы связаны с созданием средств реструктуризации су¬ ществующих fortran -программ для выполнения их в ма¬ шинах с новыми высокопараллельными архитектурами. Эти Программные средства КАР(Kuck Accelerator Package ) ЯВЛЯ¬ ЮТСЯ развитием программных средств Parafrase .разра¬ ботанных в Иллинойском университете для создаваемой в том же университете высокопараллельной ВС Cedar. Проект Cedar также получил дополнительные ас¬ сигнования в 1985 г. Его целью является разработка архи¬ тектуры универсальной супер-ЭВМ. Основными компонентами служат процессорные кластеры, глобальная (общая) память и глобальная соединительная сеть типа Omega (по другим источникам Shuffle ). Кластер состоит из объединенных локальной сетью процессоров и локальных блоков памяти и - 109 -
является элементарной организованной по конвейерному принципу обрабатывающей единицей ЭВМ cedar .Локальный контроллер кластера обеспечивает синхронизацию работы всех процессоров данного кластера и сигнализирует гло¬ бальному контроллеру о завершении обработки . В систе¬ ме используется иерархическая структура памяти; син¬ хронизация осуществляется с помощью признака full/ empty (заполнено - пусто ). К концу 1985 г. планирова¬ лось создать 16-процессорный образец ВС Cedar,в дальней¬ шем количество процессоров будет увеличиваться.Cedar-32 в 1986 г. должен иметь 4 кластера, производительность каждого ПЭ - 2,5 млн.оп.пл.зап./с и максимальная общая производительность 80 млн.on.пл.зап./с. В 1989 г. си¬ стема будет включать 128 процессоров (16 кластеров), к 1992 г. - 1.024 процессора, обеспечивая быстродействие 1Сп^ оп.пл.зап./с /3,7,35,43,53/. Разработаны средства прогнозирования производительности супер-ЭВМ Cedar /54/. До стратегической программе в области ВТ в США по¬ лучают финансовую поддержку 5-6 проектов, нацеленных в основном на разработку архитектур mime. В их числе ЭВМ Connection Machine , разрабатываемая фирмой Trinking Machines по проекту гЛассачусетского технологического института (MIT). Машина предназначается для решения про¬ блем ИИ. Она имеет мелкоячеистую (fine-grained ) ар¬ хитектуру с использованием малых одноразрядных процес¬ соров с памятью 384 бита, соединенных через п -кубичес¬ кую сеть. Программирование производится с помощью LISP- машины. К концу 1985 г. фирма планирует поставить обра¬ зец машины, состоящий из 64 тыс.процессоров на КМОП- матрицах, содержащих 10 тыс. вентилей,с быстродействием I млрд.оп./с. Окончательно система будет содержать 1млн. процессоров на заказных СБИС /3,20,35,43,45,55/. Активизированы работы в MIT по проекту разработки средств моделирования мультипроцессорных систем.В со¬ кращенном варианте проекта использованы 64 серийные LISP -машины, связанные соединительной сетью с малыми задержками /1,3,43,45/. - НО -
Один из двух проектов мультипроцессорной древовид¬ ной архитектуры, выполняемых в Колумбийском университе¬ те, Dado представляет крупноячеистую ( coarse-grained) систему, предназначенную для параллельной обработки за¬ дач ИИ при создании экспертных систем и баз знаний. Ма¬ шина Dado планируется в виде полного двоичного дере¬ ва из нескольких сот тысяч ЛЭ, каждый из которых имеет свою локальную память. Пока есть образэц из 31 узла ; в узлах используются коммерчески доступные МП /1,3,6,43, 45/. Другой проект Колумбийского университета NON-VON имеет целью применение архитектур с очень высокой сте - пенью параллелизма для решения широкого круга задач, в том числе ИИ и обработки символьной информации. В про - екте non-von должен использоваться банк более крупных ПЭ ЕРЕ , к каждому из которых подсоединено двоичное де¬ рево многих малых ПЭ ( зге ). ере между собой и с глав - ной ЭВМ должны быть связаны широкополосной двухуровне - вой сетью. Они имеют собственные памяти и средства вво¬ да-вывода и выполняют роль управляющих процессоров для подмножества spe . SPE- 4-разрядные ПЭ с постоянной памятью емкостью 64 байта каждый.. Они могут рассматри - ваться как интеллектуальная память. Идея организации ВС non-von заключается в том, что ъре будут работать в MIMD режиме, распределяя потоки команд к spe , которые работают в режиме simd . Создан опытный образец ЭВМ non-von , состоящий из 32-разрядного МП ( ере ), коор - динирующего работу 63 11Э ( SPE ), то есть реализована одна ветвь структуры. По мнению руководителя проекта Шоу ( D E.Show) , следующий вариант машины будет содер¬ жать около 8000 процессоров и иметь максимальное быст - родействие 25 млрд.оп.пл.зап./с /1,3,20,35,43,44/. В университете Карнеги-Меллона выполняется проект программируемой систолической матрицы. В 1985 г. введе¬ на в действие 10-процессорная система Warp , в которой использованы серийные микропроцессоры, работающие с ши¬ ной Multibus под управлением ведущего процессора на МП - III -
68010. Быстродействие системы оценивалось в 100 млн.оп. пл.зап./с. Создание следующего опытного 10-процессорного образца с шиной VME и ведущим процессором в виде МП 68020 обеспечит производительность в 3 раза больше. По¬ ставки этой системы промышленной фирмой намечались на 1986 г. Последующее развитие проекта предполагает созда¬ ние системы Warp 2 на основе заказных СБИС.Система бу¬ дет использована для выполнения математических операций типа быстрых преобразований Фурье, расчета операторов свертки, матричной арифметики /1,3,43-45/. Современный программируемый систолический однокрис¬ тальный мультипроцессор - сми pse , разработанный в университете Карнеги-Меллона,подходит для использования в составе десятков, сотен и тысяч единиц для реализации разнообразных систолических матриц /56-59/.Смоделирован процесс разработки систолических матриц в виде серии преобразований, выраженных в языке, созданном для крат¬ кого описания систолических матриц, и прототипе програм¬ мы SyS для создания систолических конструкций на уров¬ не функциональных схем /60/. Проведен формальный анализ абстрактной систолической модели /61/. Многие исследовательские проекты получили финансо¬ вую поддержку Министерства энергетики США ( doe ), инте¬ ресы которого более сосредоточены на развитии универсаль¬ ных супер-ЭВМ, способных решать широкомасштабные научные проблемы, в отличие от целей создания систем с ИИ проек¬ тов 5-го поколения Японии и Западной Европы и стратегиче¬ ской программы в области ВТ США. В числе таких проектов - проект Ultracomputer Нью- Йоркского университета. Это МПП-система с MiMD-архитек- турой с глобальной памятью и многоуровневой соединитель¬ ной сетью типа Omega. Построен образец из 8 процессорных узлов на МП 68010. К концу десятилетия должна быть гото¬ ва система на 4096 узлах с производительностью 10 млрд, оп.пл.зап./с. Эффективным свойством соединительной сети ЭВМ Ultracomputer является способность поддерживать оче¬ - 112 -
редь пакетов конфликтных требований. Решением является механизм синхронизации выборки памяти fetch and add /7,26,35,62/. Проведено теоретическое изучение алгорит¬ мов, разработана СЮ на основе urix , проведено моде¬ лирование архитектуры /1,7,35,42/. В 1985 г. фирма IBM объявила о плане реализации архитектуры, разработанной ПО проекту Ultracomputer ,в своей системе RP3(Research Parallel Processing Project ) на 512 процессорах. Новым свойством RP3 по сравнению с системой Ultracomputer является память до 4 Мбайт , которая будет размещаться в каждом узле. Она будет ис¬ пользоваться или в качестве глобальной, или в качестве локальной,или совместно той и другой с разделительной линией, определяемой динамически в процессе работы.Это позволит разработчикам выяснить относительные преиму - щества разных подходов к организации памяти. В соедини¬ тельной сети Shuffle в RP3 сочетаются 2 подсистемы: сеть Banyan и сеть Omega и осуществляется посылка со¬ общений со скоростью 13 млн.зн./с. Первой задачей плана является построение подсисте¬ мы на 64 узлах. В вычислительных узлах будут использо - ваться разработанные фирмой IB/Л микропроцессоры с risc- архитектурой (с сокращенным набором команд). В целом RF3 будет включать 8 подсистем или 512 узлов и иметь максимальную производительность 1,3 млрц.оп./с (I млрд, оп./с в среднем)и 800 млн.оп.пл.зал./с /35,63,64/.Фир¬ ма IBM ведет работы еще по 6 другим экспериментальным вариантам параллельной обработки /26,35.42,62-64/. В 1985 г. фирмой IBM анонсирована супер-ЭВМ GP-11, средства программного обеспечения которой разрабатыва - ет Нью-Йоркский университет. ЭВМ gf-11 объединяет 576 процессоров с плавающей запятой в систему с модифи¬ цированной архитектурой SIMD, Каждый процессор имеет память емкостью 2 Мбайта и производительность 20 млн. оп.пл.зап./с, обеспечивая максимальные показатели си¬ стемы: производительность 11,52 млрд.оп.пл.зап./с и ем¬ кость памяти 1,152 Гбайта. В каждый машинный цикл любое - 113 -
из 1024 предварительно выбранных размещений данных мо¬ жет быть реализовано среди процессоров. Из 576 процессоров некоторое количество процессо - ров являются резервными, которыми заменяют первичные в случае их отказа. Типичное разделение - 512 первичных и 64 запасных процессора. Процессоры соединены трехуров - невой сетью Benes , названной переключателем Memphis. Центральный контроллер передает команды ко всем процес¬ сорам и переключателям, а также соединяет с главной ЭВМ IBM-3084. Каждый из 576 процессоров состоит из 32-ра.з - рядного блока с плавающей запятой с производительностью 20 млн.оп.пл.зап./с и 32-разрядного блока с фиксирован¬ ной запятой с производительностью 2 млн.оп./с. Елок с плавающей запятой состоит из 4-х микросхем: 2-х умножи¬ телей и 2-х АЛУ. Встроенного деления в блоке нет. Каждая микросхема имеет производительность 5 млн.оп.пл.зап./с и работает в конвейерном режиме. Блок с фиксированной запятой включает универсальное АЛУ. Супер-ЭВМ GF-11 предназначена для вычислений в об¬ ласти квантовой хромодинамики и теории элементарных час¬ тиц /65,66/. Мультипроцессорная сильносвязанная система Butter¬ fly разработана фирмой BBN(Bolt, Beranek and Newman) по программе darpa для решения задач ИИ, а также обра¬ ботки большого объема числовой информации с очень высо¬ кой скоростью. Первый вариант системы имел 10,современ¬ ный - 256 процессоров, соединенных сетью Butterfly - вариантом сети Banyan . В качестве процессоров исполь¬ зуются МП 68010 с памятью 1-4 Мбайт, применяемой и гло¬ бально, и локально. Около 20 систем уже установлено,вклю¬ чая 2 системы из 128 узлов, заказано свыше 40 систем/35/. Система, объединяющая 128 процессоров, имеет производи¬ тельность 60 млн.оп./с. При увеличении числа процессо - ров производительность возрастает по линейному закону. Каждый процессор, состоящий из МП 68000 и сопроцессора, разработанного фирмой bbn , повышает производительность системы на 0,5 млн.оп./с. Синхронизация обеспечивается - 114 -
сокращенной версией ОС Chrysalis /67/. ЭВМ Butterfly будет использоваться при осуществлении разработки авто¬ номного космического аппарата, программы управления на¬ земно-воздушным боем и др./1,42/. Южно-Калифорнийским университетом предложена ре¬ конфигурируемая мультипроцессорная система, которая мо- мет имитировать возможности систем Cray Х-МР , НЕР , Ce¬ dar , trac , Ultracomputer и будет изменять свою конфи¬ гурацию в зависимости от применений. Предполагается,что производительность этой системы Remps составит несколь¬ ко млрд.оп.пл.зап./с. Система Remps является мульти¬ процессором с архитектурой mimd с общими ресурсами. Конфигурация nxm включает п идентичных процессоров; используется высокоуровневый параллелизм связи между ними.Каждый процессор состоит из m конвейерных ПЭ для выполнения низкоуровневого параллелизма индивидуальных команд. Рассматривается сочетание в одной системе мак- ропотоковой ЭВМ на глобальном уровне (уровне задач) и многоконвейерной ЭВМ с потоком управления на локальном уровне. В системе Remps используется несколько се¬ тей соединений для достижения гибкости в универсальных научных вычислениях. Иерархическое управление, интен¬ сивное использование конвейеров и динамических сетей обеспечивают возможность реконфигурации. Система Remps должна использоваться для моделирования основных супер¬ ЭВМ с целью создания общей модели будущих супер-ЭВМ/6/. Продолжалось интенсивное теоретическое изучение ре¬ конфигурируемой системы PASMfPartitionable Array SIMD/ mimd) в университете Пердью. В системе pasm предпо¬ лагается использовать 211 ПЭ с возможностью разделения их на независимые simd-и mimd-машины различной вели¬ чины. Планируемый образец будет иметь 16 ПЭ, 4 микро - контроллера, 4 блока памяти. В качестве ПЭ будут ис¬ пользоваться МП 68000 и модули памяти емкостью 64 тыс. слов. Проблемой разработки является планирование задач; представлены 4 многоочередных алгоритма планирования. Исследуется зависимость производительности системы от - 115 -
неисправностей блоков управления и процессоров /7,12, 68-70/. Проект CHiP(Configurable Highly Parallel Compu¬ ter) университета Пердью нацелен на создание реконфи - гурируемой архитектуры на матрицах 2® и 2^ ПЭ. Предпо¬ лагается использование кристаллов с несколькими ПЭ на кристалле. Однако детали сложности ПЭ и емкость локаль¬ ной памяти пока не определены. Проектирование архитек - туры началось на 2-х эмуляторах: Pringle Вашингтонско¬ го университета и RR2 университета Пердью. Эмулятор Pringle состоит из 64 ПЭ. ПЭ является 8-пазрэдным МП Intel 8031 с 32-разрядным сопроцессором Intel 8032 с локальной памятью 2 Кбайта.16-разрядный МП Intel 8086 используется как контроллер. Для моделирования различ - них конфигураций переключателей в память могут быть за¬ писаны 8 различных сетевых конфигураций /7,12/. Исследователи проекта TRAC(Texae Reconfigurable Array Computer) в Техасском университете проводят тео - ретическую и экспериментальную оценки методов и моделей создания и программирования различных ВС на параллельной, меняющей свою архитектуру системе trac .Проектирование включает анализ прикладных программ и алгоритмов для нескольких типов параллельных архитектур, аппаратную ре¬ ализацию их, разработку основных средств ОС и языка csl. Первоначально система будет иметь 16 8-разрядных МП,сое¬ диненных 4-уровневой сетью sw-Banyan с 81 модулем па¬ мяти емкостью 4 или 64 Кбайта. При недостаточной ариф - метической точности 8-разрядных процессоров несколько процессоров могут быть соединены вместе для обработки данных с большей длиной слова.тале может реализовывать и simd-и MIMD-архитектуры /7,71/. В Висконсинском университете разрабатывается про¬ ект RIRE: конвейерное выполнение параллельных команд в СБИС-архитектурах для достижения сверхвысокой производи¬ тельности /72/. В том же университете разрабатываются принципы построения высокопроизводительной МВД для по¬ иска, выборки и анализа больших массивов научных и ста¬ - 116 -
тистических данных и манипулирования ими /42/. В Принстонском университете разработана ЭВМ nsc для решения уравнений Навье-Стокса. ЭВМ NSC должна со¬ стоять из множества параллельных процессоров и уст¬ ройств памяти, сгруппированных в узлы. Опытный образец ЭВМ nsc состоит из 128 узлов с общей памятью I Гбайт. Первый узел завершен и продемонстрирован в 1985 г. Сое¬ динительная сеть имеет простую топологию соединений с ближайшими соседями /15/. Параллельная векторная ВС MU-6V Манчестерского университета имеет линейный набор процессоров, выполня¬ ющих векторные и скалярные операции. Память распределе¬ на между процессорами, и межпроцессорная связь осущест¬ вляется посылкой сообщений под управлением аппаратного механизма синхронизации. Разработан опытный образец на 16 МП 68000, из которых пока функционируют 3. Управле¬ ние работой процессоров и осуществление диагностических функций осуществляется главной ( host)машиной. Рассчи¬ тано, что при использовании современной технологии су¬ пер-ЭВМ система ми-GV с 16 процессорами и временем цикла 10 нс может обеспечить максимальную производитель¬ ность 1,6 млрд.оп.пл.зап./с /73/. Архитектура ЭВМ VLIW ('с очень длинным командным словом"), разработанная в Йельском университете, пред¬ ставляет нетрадиционный подход к обеспечению параллелиз¬ ма обработки. Длина команд может быть свыше .1000 разря¬ дов и отдельные поля этих команд управляют работой от¬ дельных процессоров ЭВМ и их взаимодействием. Этот под¬ ход позволил полностью отказаться от команд пересылки данных между процессорами. При выполнении каждой коман¬ ды операнды извлекаются из предопределенных областей памяти, а результаты отсылаются также в заранее опреде¬ ленные области памяти. Преимущество новой архитектуры состоит в том, что способ и время использования многих общих ресурсов заранее определены, что обеспечивает от¬ сутствие конфликтов. В машине vliw используется ва¬ риант горизонтального микропрограммирования, но уровень - 117 -
распараллеливания в новой архитектуре значительно выше, чем обычно в микропрограммируемых процессорах. Специ¬ альный компилятор bulldog выявляет существующий в про¬ грамме статический и динамический параллелизм. Методом моделирования производится выбор наиболее рациональной структуры взаимодействия процессоров /12,74.75/. Среди исследовательских проектов МПП-систем - ма¬ шина конечных элементов рем исследовательского центра nasa, иерархическая система midas , система minerva Стэнфордского университета, VPPP (Very Past Parallel Processor) Колумбийского университета - специализирован¬ ная система для вычислений, связанных с изучением крис¬ таллических структур в физике, проект zmob университе¬ та Maryland /7/. Ведутся экспериментальные работы по реализации мультипроцессорной архитектуры fsrmtorв уни¬ верситете Toronto , использующей комбинированную коль¬ цевую соединительную сеть с передачей пакетов данных /76/. Наиболее перспективный подход для большого увели¬ чения производительности супер-ЭВМ представляют потоко¬ вые мультипроцессорные архитектуры. Последовательность выполнения операций в них зависит от наличия данных. Асинхронные вычисления управляются распределенным пото¬ ковым механизмом. Потоковые вычисления являются чисто функциональными и свободными от побочных эффектов. Раз¬ витие потоковых супер-ЭВМ находится в начальной стадии, хотя длится более 10 лет. Оно зависит от успехов СБИС- технологии, функциональных языков программирования, ана¬ лиза графов потоковых программ, высоких требований к параллельности обработки. Имеются десятки проектов и образцов потоковых ЭВМ в различных странах мира: статический потоковый мульти¬ процессор Денниса ( MIT) /12,42,77,78/,динамическая по¬ токовая ВС Манчестерского университета /12,47,78-8и/, экспериментальная потоковая машина в ntt (Япония)/35, 80/ и др. Первая коммерческая потоковая машина анонси - рована фирмой nec (Япония) и является 16-разрядным - 118 -
конвейерным процессором с производительностью 5 млн.он .Л /79/. Сделана попытка оценки производительности аппарат¬ ных средств потоковой машины и представлены предвари - тельные результаты работы опытного образца Манчестер - ской ЭВМ /80/. Рассматривалось использование функцио - цельного языка для потоковой машины с теговой архитек¬ турой /81/; показана эффективность потоковой архитекту¬ ры японской ЭВМ, ориентированной на обработку списков - типичный пример обработки нечисловых данных, дана оцен¬ ка производительности методом программного моделирова - ния /82/. В японской Электротехнической лаборатории етъ раз¬ рабатывается архитектура потоковой ЭВМ Sigma 1 и про¬ водится ее оценка для научных вычислений. ЭВМ Sigma 1 состоит из 32 кластеров по 8 ПЭ, объединенных локаль¬ ной сетью,и рассчитана на производительность 100 млн.оп. пл.зап./с. Каждый ПЭ имеет собственную память прог¬ рамм. Кластер может одновременно участвовать в решении 256 задач. Каждый ПЭ состоит из 5 устройств, работающих асинхронно в конвейерном режиме, и имеет время цикла 80 нс. ПЭ взаимодействуют с помощью пакетной связи. Для кластера используется перекрестный переключатель, для глобального уровня исследуют иерархическую сеть с малы¬ ми задержками /83,84/. Концепция обработки потоков данных применима в двух основных сферах развития супер-ЭВМ: и для научных вычислений, и для обработки знаний. Потоковые алгорит¬ мы и методы организации научных вычислений достаточно определены,но пока сложны для реализации в полном мас¬ штабе. Исследования принципов потоковой обработки для систем знаний находятся на относительно примитивном уровне. Нет концептуальной модели массового параллель¬ ного выполнения операций ИИ, чтобы развивать архитекту¬ ру ВС /77/. Увеличивается интерес фирм-изготовителей ЭВМ к ар¬ хитектуре Rise -машин (с сокращенным набором команд). Изучение этой архитектуры ведет к более глубокому пони- - 119 -
манию компромисса между аппаратным и программным обеспе¬ чениями ЭВМ. производительностью, влиянием СБИО на про¬ ектирование ЭВМ и др./85-87/. Разработчики RISC следуют философии упрощения kiss ( keep it simple,stupid).Кон¬ цепции RISC поддерживают программирование на ЯВУ, не требуют микропрограммирования, допускают упрощенную ар¬ хитектуру и управляющую логику. Это означает уменьшение числа вентилей и других аппаратных средств, уменьшение потребляемой мощности, повышение надежности, снижение стоимости, упрощение процесса разработки и производст¬ ва /86,88-94/. Основными принципами организации Rise - архитектур являются: выполнение команды за один цикл , фиксированный формат команд, простые команды и адрес - ные режимы; обращение к памяти только по двум командам; "загрузить" и "хранить", все остальные команды выполня¬ ются на регистровом уровне /89,91-95/. Появляются некоторые Rise -машины, которые по про¬ изводительности превосходят машины соответствующего класса, например, ЭВМ pyramid 98 по сравнению с ЭВМ 8600 фирмы dec . Многие фирмы, в том числе ibm, dec , нр и даже Cray Research , проявляют интерес к идее сокра¬ щения количества и упрощения команд /96,97/. Машины с архитектурой Rise достигли уровня ком¬ мерческой реализации. Фирма ibm работает над созданием 32-разрядного МП с архитектурой Rise (вариант мини-ЭВМ IBM-80I на одном кристалле), который будет иметь время цикла 60 нс и производительность 16,6 млн.оп./с. Фирма Hewlett-Packard разработала семейство ЭВМ, реализующих принципы RISC , для серийного производства. Фирма mips Computer Systems работает над проектом разработки ма¬ шины Rise с производительностью 2-IO млн.оп./с к 1986г Фирмы Pyramid Technology и Ridge Computers более года производят мини-ЭВМ, использующие многие принципы машин с сокращенным набором команд. Архитектура модели mips , разработанной в Стэн - фордском университете, избрана администрацией darpa для создания базового вычислительного блока усовершенство - - 120 -
ванного бортового процессора для обработки сигналов си¬ стемы ПРО по программе СОИ. Заказы на разработку 32-раз- рядного МП на GaAs на 10 тыс.вентилей и сопроцессора с плавающей запятой выполняются 3 различными фирмами. Набор команд состоит из 32 команд, требуемая тактовая частота 200 МГц, производительность 100 млн.оп./о.Так¬ товая частота кремниевого варианта МП mips , который через 2 года должен быть изготовлен фирмой mips Compu¬ ter Systems , будет 40 МГц /98-100/. Фирмой imnos разработан 32-разрядный транспью - тер, который является микропроцессором, сочетающим фун¬ кции обработки, памяти и связи на одном кристалле.Транс¬ пьютер используется с сокращенным набором команд и ЯП Occam , обеспечивающим свойства параллельной обработ¬ ки. Транспьютер Т-414 обеспечивает быстродействие 10 млн.оп./с, имеет адресное пространство в 4 Гбайта,ЗУПВ емкостью 2 Кбайта и 4 линии связи, которые допускают пе¬ редачу данных между транспьютерами со скоростью 10 Мбит/с. Быстродействие транспьютера Т-414 в 4 раза больше, чем МП 68020, и при объединении 300 транспьютеров обеспе - чивается производительность, равная производительности одного процессора ЗВМ Cray х-мр . Транспьютер Т-414 не имеет общих регистров, как Rise .переменные хранятся в памяти. Следующая модель Т-424 - 32-разрядный транспью¬ тер с памятью емкостью 4 Кбайта и программой, хранимой вне кристалла; в модели Т-424 имеется 6 регистров. Воз¬ можно программирование транспьютеров на ЯП С, fortran, Pascal и др. /52,93,96, 101/. другой, английский поставщик кристаллов-фирма Acorn также разработала 32-разрядные Rise-кристаллы с производительностью 3 млн.оп./с для работы с ЯВУ и для выполнения операций в реальном масштабе времени /62,87, 102-104/. Разработчик первой ЭВМ с архитектурой RISC Пат - терсон (D Patterson .Калифорнийский университет) рабо¬ тает над проектом SOAR( Smalltalk on a RISC ), нацелен¬ ным на использование объектно-ориентированного языка - 121 -
Smalltalk для МП RISC . Первые результаты показали эф¬ фективность ЭВМ soar по сравнению с объектно-ориенти¬ рованным программированием обычных мини-ЭВМ. Процессор soar реализует архитектуру с несколькими наборами ре¬ гистров, управляющими созданием и обработкой объектов языка. В машине используются теги /97,99/. Недостатке»! первых ЭВМ с архитектурой Rise являет¬ ся необходимость использования дополнительных устройств для выполнения операций с плавающей запятой, управления памятью и вводом-выводом. Супермини-ЭВМ 32/100 фирмы Ridge Computers и Pyramid 90Х и 98 фирмы Pyramid Tech¬ nology относят к Rise -архитектуре 2-го поколения, от¬ личающейся расширенными возможностями ЦП в обработке данных с плавающей запятой за счет несколько увеличен - ного (до 90-100 команд) набора команд. Причем в этих машинах используются команды переменного формата и мик¬ ропрограммное управление. Эти машины лишь частично ис¬ пользуют принципы архитектуры RISC /85,96,99,105-108/. Специалисты университета Карнеги-Меллона провели исследования возможностей Rise -архитектур, в результа¬ те которых утверждают, что многочисленные статьи и ра¬ боты по Rise-системам часто упрощены и ошибочны, не использованы необходимые критерии в оценке Rise -архи¬ тектуры. Они не видят в Rise радикально нового спосо¬ ба повышения производительности, полагая, что такие ЭВМ в чистом виде непрактичны, но признавая влияние, кото - рое, безусловно, окажут концепции Rise на многие раз¬ работки новых систем в поисках возможного упрощения ап¬ паратной реализации и снижения отношения стоимость/про- изводительность /109/. Представляют интерес работы по английскому и япон¬ скому проектам ЭВМ 5-го поколения.Английский проект ЭВМ 5-го поколения, называемый Flagship (или Puffin по другим источникам), ориентирован на использование декларатив - них языков и создание практической системы распознава - ния речи (ЭВМ со словарем 5000 слов). Среди 12 финан - сируемых комитетом Alvey исследований архитектур ЭВМ - 122 -
для проекта Flagship избраны 2: потоковая машина Ман¬ честерского университета и редукционная машина Alice Королевского колледжа (Ловдон). Потоковая машина (руко¬ водители проекта j.Gurd и J. Watson) продемонстриро¬ вала линейное увеличение производительности по мере уве¬ личения числа процессоров, но предпочтение, видимо, бу¬ дет отдано ЭВМ Alice . В ЭВМ Alice быстрый централизо¬ ванный переключатель соединяет пул процессоров-транспью¬ теров с большой матрицей памяти. Переключатель является потенциально узким местом разработки. Специалисты Коро¬ левского колледжа работают над новыми декларативными языками программирования: расширением ЯП prolog и норе. Конструкция машины Alice разработана,но комплектация задерживается из-за отсутствия поставок транспьютеров. Считают, что транспьютер слишком мал как исходный блок для системы Flagship . Поэтому планируется использо - вать вместо него большую СБИС с памятью вне кристалла емкостью I Мбайт. Сейчас начата реализация проекта Flagship. Фирма ICL создает аппаратную реализацию ЭВМ Alice для Королевского колледжа, консорциум во главе с фирмой Plessey разрабатывает систему распознавания ре¬ чи на базе ЭВМ Alice. Директорат комитета Alvey предлагает проект Flagship как стандарт "открытой архитектуры" ЭВМ 5-го поколения в европейской программе esprit . Базой для стандарта должна стать воображаемая, или виртуальная ма¬ шина, представляющая концепцию стабильной архитектуры для развития прикладного ПО, совместимого для различных реализаций ЭВМ /ИО, III/. В Саутгемптонском университете изучается возмож - ность построения специализированной супер-ЭВМ с произво¬ дительностью I млрд.оп.пл.зап./с на транспьютерах в ви¬ де реконфигурируемой транспьютерной матрицы. Машина дол¬ жна содержать 64 суперузла, соединенных различными спо¬ собами: линейными цепями, кольцевыми сетями, п -мерными гиперкубами. Возможно использование в одном узле до 16 транспьютеров /1YZ/. - 123 -
По японскому проекту ЭВМ 5-го поколения планирует¬ ся создание ЭВМ с параллельной архитектурой для решения проблем ИИ с быстродействием от 100 млн. до I млрд.ЛВС* что соответствует производительности до Ю^1- IO^on./c. Пока построена персональная ЭВМ psi с последователь - ным выполнением логических операций с быстродействием 20-30 тыс. ЛВС. Ведется разработка аналогичных систем с быстродействием от 100 тыс. до I млн. ЛВС. Централь¬ ной концепцией ЭВМ 5-го поколения является машина па¬ раллельного вывода. По проекту изучаются различные ме¬ ханизмы параллельного вывода и архитектуры, основанные на этих механизмах: PIM-R - машина параллельного выво¬ да на редукционном механизме, PIM-D - машина параллель¬ ного вывода на потоковом механизме. В качестве языков программирования предполагается использовать языки PRO¬ LOG И PARALOG /19,74,77/. Многие проблемы архитектуры и организации вычисли¬ тельного процесса стали предметом исследований в 1985 г.: преимущества теговой архитектуры с динамическим ЯП/ИЗ/, влияние сложности соединительных сетей в высокопарал - дельных MIMD—системах на разработку параллельных ал¬ горитмов /114/, методология оценки возможностей ЭВМ /115/, логика выборки команд в конвейерных супер-ЭВМ /116/, буферирование данных в конвейерной mimd-машине для повышения эффективности векторных операций /117/, реализация точных прерываний в конвейерных процессорах /118/, машинонезависимые методы научных супервычисле - ний/119/,обеспечение согласованности данных, хранящих¬ ся в различных блоках буферной памяти в мультипроцес - сорных системах /39/, механизм кольцевой защиты при взаимодействии вычислений /120/, эффективная полоса про¬ пускания памяти с интерливингом и многопортовой выбор¬ кой в векторных ВС /121/, методы обработки векторов в арифметических конвейерах для увеличения производитель¬ ности научных супер-ЭВМ /122/. *1 ЛВС равняется приблизительно 102-102 оп./с. - 124 -
Продолжались попытки классификации и сравнения мультипроцессорных систем. Гайский (В D.Gaieki , Илли - нойский университет) предложил функциональную классифи¬ кационную схему, естественную с точки зрения нользова - теля. Сравнение 5 различных хорошо известных мультипро¬ цессорных систем проведено по ключевым позициям их ор¬ ганизации: иерархического управления, разбиения прог¬ рамм, планирования, синхронизации и обращения к памяти. Мультипроцессорные системы вводят 3 новых требования: каждая проблема должна быть разделена на части (задачи):, каждая задача должна быть спланирована на одном или бо¬ лее процессорах; синхронизация управления и данных дол¬ жна осуществляться во время выполнения задачи. Разделен¬ ная программа вводит несколько уровней управления рабо¬ той. Параллелизм может быть использован на каадом уров¬ не, что ведет к различным иерархическим управляющим структурам. Зависимость быстродействия ВС от параметров памяти усилена наличием соединительной сети. В прежних схемах классификации проводилось сравнение систем по их архитектурным и топологическим свойствам (авторы Flinn, Kuck, Schwart^/I2/. В данном случае основой классифика¬ ции являются условия выполнения программы в мультипро - цессорах (см. таблицу)/123,124/. Предложена также другая, более простая по сравне¬ нию с функциональной, структурная классификация MIMD- -систем, предназначенных для научных вычислений с пла - вающей запятой, mimd -системы разделены на 2 класса: с общим коммутатором и сетевого типа. Системы первого клас¬ са представлены двумя группами: с общей памятью и с распределенной памятью. Системы сетевого типа разделены по видам сети: плоская решетка, куб, иерархическая структура, реконфигурируемые системы /7/. - 125 -
cd £-ч Классификация MIMD -систем по функциональным признакам 2 Д СО О 1 ф и§ -1=С О О РчФ ft Л Ф а Еч 3 О Ч 5 § и 5 о Рч ft =г« S& 3 Я я as ХЭ со « co И я 3 З’З §g 1 л к ОчФ д я ftft Еч 5 Л М о о о 3 Sft Еч Еч « « О ft Еа S Й <§•! ф Ф Я Я S3 ф cd ft д о 4 о А g =i nd я ft ft ф 'd д 1 § О а 1? сб nd о ft со о л £* 11 ftft дао 1 ^g § я о я ft О л СО гЧ CO r4 Cd о Я о Рч ft я н Я H « -Р 3-Й ft И Ф ф ф Я ft Рч Д S Рч о Рч>9< 1 я 1 1 О Еч ф cd ф ф £ Е 1 A ft 1 1 ~ 1 ф Д Еч ф Я О О Еч Д cd ф • • о Я • Д Д от 2 ftS О Д ss*aa я • Я • Cd | 3 -Й Л ftE4 д о 2 ftE4 ОТ Еч О д д •• о Еч о Д Ф О К О Д Я Еч О 4 л Я ф д я 4 д’ о ф д ЯФ л 44 о ф ft О о о а •• Ф о К з Д О ф О Ц .. ф д о о о Э Д ф Д О Ф о cd. Д’ cd ф Я ф cd « д-ф о cd я ОТ я 4Ф й 3 ft со я 4020 о к со о« о 40 ОД2 Ф зэ 40 ОТ Ф СО Д 40 О Д а ф ft& СО ДД ЕЧ 1 W 1 I 1 Ф 1 сб ft ФК g ф cd ф Лз _Гз Я О ft 2*0 S 3 ФЙ ft« s * S Ф 2 со 2 И 4 ЕЧ os cd « к 9 3 ft* 3 и ssg § я а® О в ф ЕЧ О 2 Еч ВРч а otej Рч др 2 ОТ Еч О д 3 Д ОТ о РЧ 2 О ОТ О РЧ 2 О О О Я sS ф фсо 8ч§ о з о О О Рч 3<н я со Я И . со д О ОДО Я 4 о со Поль тори ЛЯТО ре нн gsg Йя§ is я ООО я я д О ftO Я Я ft ЯК& 1 ! g g ф ф • S cd д - А 3 « 4 ф а £ S Н 1 Еч Ч я-р л а от з Д Еч g 1 t.feL ф О . ft -ф ф з я ф --ft -4 ф ft -oW ft Б 3d gs'ssu .. н S Д s и s "gg'j’g S^ggag ft - I к о м • * cd *4 а д а д>» д д д ЬЕ "ggsi ft - 1 «о и - дЬ?д Д Д Д й л о Л 1 О 1 « О 1 Д 1 о § 1 § 1 § 1 Д О Д 4 д 04 я 4 Я 0 4 ф 4 уро адач роце в о л д ft cd а as § з as a as § э о S s о *3 § а § ^3 § а ! СО СО Ц м ft со W СО со д « ft CO й СО со д й Я ЕЧ лительна ма,фирма 9 Sol 9 Рч о A Ф ft Рч * fil S cd д mil о comput оркски рситет » Еч 2 Еч О Я •ft О а 9 1 ф ф а ф м « о Д О Ф д Q А О ft О ф Я Е* Д О ь ь сб сб SS&gg cl Рч о О ill Я о Рч Рч О О О Cd Ф О Еч Д Д Еч О'-* g 5II 126
V Л. И. Круглякова ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛНЖ ЭВМ Программное обеспечение (ПО) является одним из ключевых факторов, определяющих производительность сов¬ ременных супер-ЭВМ. В 1985 г. продолжались работы по совершенствованию программных средств,созданию программ и алгоритмов, повышающих эффективность и производи¬ тельность ПО существующих высокопроизводительных ЭВМ. Ведущими разработками в области супер-ЭВМ являются ма¬ шины Cray 1, Cray Х-МР и Cray 2 фирмы Cray Research, Cyber 205 фирмы CDC, VP-100 и VP-200 фирмы Fujitsu, sx/1 и sx/2 фирмы nec и S-810 фирмы Hitachi. Основные сведения о программном обеспечении современных и пла¬ нируемых для производства высокопроизводительных ЭВМ представлены в табл.I /1-10/. Фирмой Cray Research в 1985 г. анонсирована но¬ вая супер-ЭВМ Cray 2, работающая под управлением ОС Unix System v /2/. Специалистами, фирмы ведется созда¬ ние основных программных средств для этой и других ма¬ шин фирмы. Основное внимание уделяется разработке средств для поддержки, многозадачного режима. Кроме век¬ торизующего компилятора языка fortran cft,разработано средство Premult, используемое в качестве препроцессора для компилятора cft, и анализатор Flowtrace, играющий существенную роль при отладке программ. Ведется адапта¬ ция ОС, библиотеки подпрограмм и компиляторов машины Cray 1 на другие машины этой фирмы. Ожидается реализа- - 127 -
Таблица I Программное обеспечение высокопроизводительных ЭВМ Фирма Название ЭВМ no Языки I о 3 4 Bolt, Beranek and New¬ man Butterfly ОС Chrysalis, подобная UNIX С,LISP CDC Cyber 205 Виртуальная ОС vsos (запатентована) .Доступ в пакетном и интерак¬ тивном режимах. Утилиты: интерактивный символь¬ ный отладчик и др. fortran 77 с векторными рас¬ ширениями. Компилятор языка fortran (Специальные вызовы машин¬ ных команд. Автоматическая векторизация.Скалярная оп¬ тимизация! Convex Convex C-1 UNIX 4.2 bed FORTRAN 77. С. Computer Векторизующий и оптимизи¬ рующий компилятор языка FORTRAN Cray Research Crayl cos CAL, FORTRAN. срт - оптимизирующий компи¬ лятор языка FORTRAN Cray X-MP cos. unicos (на основе unix) FORTRAN. cft - оптимизирующий компи¬ лятор языка FORTRAN Cray 2 UNIX System V Компилятор языка С. CFT2 - оптимизирующий ком¬ пилятор языка FORTRAN Cray 3 ОС на основе UNIX Denelcor HEP Версия unix ш(не co всеми утилитами).Малые возможности для отлад¬ ки и диагностики.Для работы с плавающей за¬ пятой используются сов¬ местимые с IBM 32- и 64-разрядные форматы FORTRAN 77 с. Pascal. hep-ассемблер Elxsi Elxei System 6400 ОС EMBOS > Версия ос unix FORTRAN 77, Pascal. COBOL 74. c. MAINSAIL Encore Computer Multimax UNIX 4.2 c. FORTRAN. Pascal ETA Systems ETA-10 Виртуальная ос vsos. UNIX. Утилиты FORTRAN 77 С ВОКТОрНЫМИ расширениями. fortran ex (ожидается). Pascal. c. Компилятор языка fortran (Специальные вызовы машин¬ ных команд .Автоматическая векторизация. Скалярная оптимизация) 128
Продолжение таблицы I I 2 3 4 Floating point Systems FPS-164/ MAX FPS-2^4 FPS-364 ОС System Job Executive. Могут работать присо¬ единенными под управле- нием ос mvs, MVS/ха и VM/CMS фирмы IBM, VMC фирмы VAX и др. FORTRAN 77. Ассемблер. Оптимизирующий компилятор FORTRAN 77, 5 уровней оптимизации, расширения для асинхронного ввода-вы¬ вода, средства отладки и векторизации/параллелиза- ции Flexible Computer Flex/32 Multicom¬ puter UNIX System V. MMOS fortran 77 с расширения¬ ми. Ratfor . с. Concurrent С. Concurrent FORTRAN. Ассемблер. Ada (разрабатывается) Fujitsu/ Amdahl Серия FACOM VP VP-50 VP-100 VP-200 VP-400 Запатентованная os vsp (совместима c IBM). Интерактивный отладчик. Средства измерения про¬ изводительное ти. Интерактивный вектори¬ затор. Библиотека научных под¬ программ (223 утилиты) Автоматический векторизую¬ щий КОМПИЛЯТОР FORTRAN/VP. Скалярный компилятор языка FORTRAN Goodyear Aerospa¬ ce MPP Parallel Pascal Hitachi S-810/20 Запатентованная ОС V0S3 (совместима с IBM). Векторизатор matrix/hap Векторизующий компилятор FORTRAN 77/НАР Intel | |iPSC ЗЮ XENIX З.о Компиляторы ЯЗЫКОВ С и FORTRAN NEC SX-1,SX-J ACOS. Запатентованная sxcp (не совместима с IBM). Вспомогательные средст¬ ва для векторизации VECTORIZER/SX и ANALIZER/SX. Библиотека научно-тех¬ нических расчетов ASL/SX FORTRAN, ALGOL,PL/1 , BASIC, Pascal,C,LISP, PROLOG,COBOL. В векторном режиме поддер¬ живается только FORTRAN. Автоматический векторизую¬ щий компилятор FORTRAN 77/SX Thinknig Machines Connec¬ tion Machine см-с (расширенная версия языка С). СМ-LISP» REL-2 - язык ассемблера 129
ция ОС unicos и компилятора cft в версиях, работающих на аппаратуре Cray х-мр и Cray 2 /1,11/. Предполагает¬ ся заключить контракты с независимыми фирмами-поставщи¬ ками ПО на разработку прикладных программ, предназна¬ ченных для применения в ЭВМ Cray 2 и ориентированных на работу С ОС UNIX System V. Значительная роль в повышении производительности супер-ЭВМ принадлежит векторизации. Векторизующие ком¬ пиляторы языка fortran созданы практически, для всех современных супермашин. Основным языком этих машин ос¬ тается fortran 77 - традиционный язык для научных и инженерных вычислений, имеющий очень большую библиоте¬ ку программ. В ближайшее время ожидается появление но¬ вого стандартного языка fortran ex, включающего неко¬ торые векторные операторы, которые позволяют автомати¬ чески разделять программу на несколько независимых час¬ тей для выполнения на отдельных процессорах /1,12/. Эффективный векторизующий компилятор fortranh, осуществляющий автоматическую векторизацию не только простых, но и вложенных do-циклов, создан для машин VP-1OO и VP-2OO фирмы Fujitsu /5,6/. Были представлены алгоритмы и методы компиляции для векторного процессора S-810 фирмы Hitachi. Рассмат¬ ривалось использование методов трансформации программ с целью улучшения векторизации. Показано, что предпри¬ нятые усилия позволили повысить на 3($ степень вектори¬ зации в S-810 по сравнению с предыдущими векторизующими компиляторами фирмы Hitachi /13/. Сообщалось о создании специалистами фирмы IBM версии компилятора с автоматической векторизацией про¬ грамм на FORTRANe для нового векторного процессора 3090 Vector Facility. В Иллинойском университете раз¬ работаны два препроцессора для генерации высоковектори- зованных программ на ЭВМ cyber 205 и матричном процес¬ соре фирмы Star Technologies/l/. Предпринимались попытки реализации на существую¬ щих супер-ЭВМ языков Pascal,с и lisp. Так, в вычисли¬ - 130 -
тельном центре Сан-Диего разработан компилятор языка Pascal ДЛЯ ЭВМ Cray Х-МР/48, НО НИ Pascal-, НИ С-КОМ- пиляторы не формируют достаточно эффективного кода в области научных вычислений. На Cray х-мр/48 реализова¬ но также несколько Lisp-проградм, однако они не могут быть векторизованы и работают только в скалярном режи¬ ме /14/. В университете Purdue разработан язык vector с - подмножество языка С, расширенное для векторной обра¬ ботки. Завершается реализация языка Vector С на ЭВМ Cyber 205. Представлены эмпирические данные, демонстри¬ рующие, что язык Vector с позволяет генерировать код, обеспечивающий большую или равную скорость его выпол¬ нения по сравнению с эквивалентным кодом языка Vector FORTRAN ЭВМ Cyber 205 /15/. Лидирующее положение среди ОС для суперкомпьютеров занимает в настоящее время система UNIX. Двумя основ¬ ными наиболее популярными версиями являются unix 4.2 Калифорнийского университета в Беркли и UNIX System v фирмы AT&T. Выбор фирмой Cray Research версии UNIX System удля использования в своей новой машине Cray 2 оказал большое влияние на других разработчиков супер¬ ЭВМ. Фирма eta Systems намерена применять эту ОС в ма¬ шине eta-ю, при этом для обеспечения совместимости с Cyber 205 будет использоваться и система vsos /1,16/. Японские фирмы-разработчики супер-ЭВМ пока не предлага¬ ют ОС UNIX для своих супермашин, однако представители этих фирм уже заявляли о своем интересе к этой системе. Об отходе от прежних позиций объявила фирма Fujitsu, начавшая в мае 1985 г. поставлять большие ЭВМ серии М с ОС UNIX. Высшее руководство фирмы Hitachi, одной из наиболее последовательных приверженцев фирмы IBM, считает, что в будущем ин1хстанет главной ОС в Японии /17/. Большой популярностью пользуется ОС UNIX и у разработчиков систем с многопроцессорной архитектурой /9/. В то время как фирмы-изготовители современных су- - 131 -
пер-ЭВМ создают многопроцессорные архитектуры с отно¬ сительно небольшим количеством процессоров* многими университетами разрабатываются проекты архмтекту р с сотнями и тысячами процессорных элементов, Создание та¬ ких архитектур тесно связано с использованием парал¬ лельных моделей вычислений. Ключевым вопросом является разработка ПО многопро¬ цессорных систем. К наиболее существенным проблемам мультиобработки относятся проблемы реализации управле¬ ния, разделения программ на задачи, планирования, син¬ хронизации и доступа к памяти. В литературе широко об- суадались эти проблемы /18-20/. В статье Гайского и Пейра (D D.Gajeki, J -К.Pair, Иллинойский университет) предпринята попытка классификации существующих многопро¬ цессорных систем в зависимости от реализации управле¬ ния, разделения программ, планирования и синхронизации /21,22/. Обсуждались основные принципы разработки ПО муль¬ типроцессоров на примере MIDAS (Modular Interactive Data Analysis System)-многопроцессорной системы с пира¬ мидальной структурой, созданной В Lawrence Berkeley Laboratory Калифорнийского университета. Описана рас¬ пределенная ОС системы midas, функции которой не лока¬ лизованы, а распределены между процессорными элемента¬ ми. При этом на каждом уровне структуры осуществляются свои системные функции управления /18,23,24/. В Иллинойском университете ведется разработка многопроцессорной системы Cedar. Для достижения высокой производительности разработчики используют алгоритмы с явным параллелизмом или применяют методы их анализа и автоматического преобразования для обнаружения неявно¬ го параллелизма. Описаны 3 фазы компилятора языка for¬ tran, одной из функций которого является автоматичес¬ кая реструктуризация FORTRAB-программ при работе с не¬ профессиональными пользователями с целью более полного использования преимуществ архитектуры Cedar. Для парал¬ лельной работы процессоров в Cedar введены элементы по¬ - 132 -
токовой обработки. Компилятор анализирует исходный код на языке fortran для обнаружения неявного параллелизма и генерирует управляющий потоковый граф программы.Каж¬ дый узел графа представляет либо функцию управления по¬ током, либо вычисление. Дуги представляют поток управ¬ ления от узла к узлу /25,26/. Изучались возможности ав¬ томатической реструктуризации нечисловых программ на основе использования разработанного в рамках проекта Cedar автоматического реструктуризатора Parafrase. При¬ ведены оценка полученного в результате этого повышения скорости параллельной обработки, достоинства и недоста¬ тки автоматической реструктуризации /27/. ОС Xylem мультипроцессора Cedar основана на сис¬ теме UNIX 4.2 и реализована на версии языка С, расши¬ ренной возможностями генерации машинных команд синхро¬ низации процессоров и вызова систем с целью поддержки мультиобработки внутри отдельных програлм. Одна из ос¬ новных целей ОС Xylem- предоставить нужные для компи¬ лятора Cedar примитивы мультиобработки. Отмечается, что для пользователя и прикладного программиста Xylem представляется очень похожей на ОС UNIX. Различие за¬ ключается в том, что Xylem поддерживает мультиобработку и управляет иерархией локальной и глобальной памяти ма¬ шины Cedar /28/. В Нью-Йоркском университете осуществляется раз¬ работка специализированной mimd-мэшины с общей памятью - мультипроцессора Ultracomputer. Представлен отчет о состоянии разработки, отмечены последние результаты в области создания ПО /28/. Отличительной чертой проекта Ultracomputer является введение новой операции Fetch- and-Add, представляющей особый вариант обобщенной опе¬ рации с памятью Read-Modify-Write. Операция Petch-and- Add используется для межпроцессорной синхронизации в параллельной ЭВМ и позволяет избегать узких мест,число которых растет с увеличением количества процессорных элементов /29,30/. ОС проекта Ultracomputer представ¬ ляет собой децентрализованную параллельную программу, - 133 -
свободную от последовательных фрагментов кода. Обсу¬ ждаются некоторые вопросы управления процессами и па¬ мятью в высокопараллельной версии ОС UNIX, реализован¬ ной на опытном образце Ultracomputer, состоящем из восьми процессорных элементов /28/. Фирма IBM совместно с Нью-Йоркским университетом выдвинула основанный на высокопараллельной обработке исследовательский проект под названием RP3 (Research Parallel Processor Project). Поддерживается програм¬ мирование на расширенных вариантах языков FORTRAN, с и Pascal. В то же время RP3 предназначен для экспери¬ ментов в таких областях, как автоматическое распарал¬ леливание языка fortran и компиляция функциональных языков. Изучается адаптация на RP3 языков common lisp и Ada. Специалистами из Нью-Йоркского университета раз¬ рабатываются ОС для RP3, возможно, это будет расширен¬ ная версия ОС UNIX 4.2 bsd /31/. Фирмой IBM разработан также проект создания мно¬ гопроцессорной супер-ЭВМ GP-11 производительностью 11,52 млрд.оп.пл.зап./с. Машина состоит из 576 процес¬ соров с производительностью 20 млн.оп.пл.зап./с каждый. В качестве языка системного программирования использу¬ ется язык Pascal. Программное обеспечение GF-11 состо¬ ит из двух частей: реализованных микропрограммным спо¬ собом подпрограмм,написанных на языке Pascal, и управля¬ ющей программы для вызовов этих подпрограмм. Управля¬ ющая программа представляет собой программу на языке Pascal и использует все преимущества этого языка /32/. Изучение и разработка многопроцессорных архитек¬ тур сопровождаются широкими исследованиями параллель¬ ных языков и алгоритмов /33-36/. Существуют различные точки зрения на программирование в проектах параллель¬ ной обработки. Один из подходов с традиционным програм¬ мированием на языке fortran (как в проекте Cedar) ос¬ нован на использовании компилятора (Parafrase), авто¬ матически преобразующего существующие программы для параллельного выполнения. В подходе Бэкуса и других - 134 -
сторонников функционального программирования програм¬ мисту необходимо использовать новый язык. Этот подход оказал влияние на потоковые архитектуры и на проекты Rediflow университета штата Юта И Cellular Computer университета Северной Каролины. Промежуточное положе¬ ние занимает подход сторонников перекодировки алгорит¬ мов (например, в машинах типа Cosmic Cube Калифорний¬ ского технологического института) или введение в про¬ граммы новых вызовов процедур (gf-11 фирмы IBM). В первых двух подходах декомпозиция и синхрониза¬ ция программ выполняются автоматически и программист не знает о них. В третьем подходе могут применяться раз¬ личные механизмы для спецификации параллельного выпол¬ нения: сопрограммы (Co-routines) (SIMULA’'; Fork & Join (UNIX,PL/1,Concurrent Pascal); со-begin (Algol 68, CSP); декларация процессов (Ada). Различные методы взаимодействия процессов поддер¬ живаются следующими языковыми свойствами: удаленный вызов процедур (Ada); посылка и получение сообщений (csp, plits). Этот подход до некоторой степени обеспечивает самосинхрони¬ зацию; общие (shared) переменные (Concurrent Pascal). Для этого подхода существует несколько примитивов син¬ хронизации (семафоры, мониторы, Fetch-and-Add и др.) /37/. Холстедом (R.H.Halstead, Массачусетский техноло¬ гический институт) предложена приблизительная класси¬ фикация языков программирования на основе трех харак¬ теристик (табл.2): включение в семантику языка явного параллелизма; наличие в языке побочных эффектов; использование модели с общей памятью /38/. - 135 -
Таблица 2 Категории языков программирования Категория языков Явный парал¬ лелизм Побочные эффекты Общая память Языки "последовательного импе¬ ратива", включающие большинст¬ во однопроцессорных языков,на¬ пример FORTBAN + + Категория функциональных язы¬ ков, включающая языки VAL, ID, SISAL, Pure LISP, FP, SASL + Категория CSP-ЯЗЫКОВ (Communi¬ cating Sequential Processes), включает csp и расширения по¬ следовательных императивных язы¬ ков для программирования муль¬ типроцессоров без общей памяти + + Языки "параллельного императи¬ ва", включающие Concurrent HiOLOG, Ada, MultiLISP + + + Новый путь исследования параллельных вычислений представлен В проекте PISCES (Parallel Implementations of Scientific Computing Environments) университета штата Вирджиния. При разработке pisces предпринят под¬ ход сверху-вниз: сначала рассматривается, какие нужны прикладные программы (ПП), затем определяются языки,не¬ обходимые для написания этих программ, затем ОС, нужная для работы с этими языками, а в конце - архитектура,не¬ обходимая, для реализации этой ОС. Разработчики проекта считают, что при знании типа параллелизма, имеющегося в ПП, можно разработать каждый из все более низких - 136 -
уровней, сохраняя и эффективно реализуя этот паралле¬ лизм /39/. Продолжаются широкие исследования по созданию язы¬ ков и архитектур перспективных ВС. Большинство западных стран (США, Япония, страны ЕЭС) выработали и реализуют национальные проекты систем 5-го поколения. Наиболее значительные из этих проектов поддерживают эффективное программирование на языках высокого и очень высокого уровня. Можно выделить по крайней мере 6 стилей програм¬ мирования, способных составить основу для машин 5-го поколения. Каждый стиль включает класс языков програм¬ мирования и соответствующую вычислительную архитектуру, наиболее эффективно поддерживающую этот класс языков (табл. 3) /40/. Японский проект создания машин 5-го по¬ коления, рассчитанный на 10 лет (1982-1992 г.г.), разбит на 3 этапа и сейчас находится на четырехлетием промежу¬ точном этапе. В 1982 г. был образован институт ICOT (Institute for New Generation Computer Technology), ведущий исследования и координирующий работы по проекту. В icoT существуют 3 основные группы исследователей.Одна занимается архитектурными вопросами - конструированием машин SIM(Sequential Inference Machine), PIM (Parallel inference Machine) и реляционной машины баз данных /41/. Другая группа концентрирует внимание на ПО и работает над созданием базовых языков къо, кы, KL2, операционной системы и других программных средств, а также изучает проблемы программирования на естественных языках и пред¬ ставления знаний. Третья группа выступает в роли коррек¬ тировщика: проверяет достоверность подходов, выдвинутых другими группами, и исследует применение реляционных СУВД и экспертных систем. К настоящему времени создана первая версия персо¬ нальной машины PSI (Personal Sequential Inference Machine), причем особо важная роль при разработке этой машины отводится ПО. Создание эффективных программных средств должно явиться важным шагом в доказательстве правильности выбора языка prolog в качестве базового - 137 -
Таблица 3 М О В ф § л ф № Э д И ср 1 чи « со о со Д S ФО^ ад д о О о5ч-/ & о Д й! ф у 1 ; л^ И Q о дн зЯ Р ф Sep а О О Р leg |-1 3 СО ctfx_> G > « И I 12 Я О р< d д MS -Р 1 ф 1 я Р Н Н Ф н М Л Л JS| Н м «о oj ср Я id ей О О Ф -н S tA а й Э 1 о р<сд со со Й К Р Ч ДО о о о <4 о оо О •О О) g ф I ^"8 < Д 5 л со 2 S ® &й ° Нч-н Й со b « -a ft >s3 □ Д Д Ср с Ч_>- к ^24 ф Рн ° Л S ~ Н Е-| 5 СО 5я **~s 4 ~ М г О Л S ШрйЗя Е- С « Ф Д J > л ад ф м п > со диз СР 5 ! ж 3 а S ей ^2§ 5 р, Д о Л н О Д £>2 *2 о 3 ft ; к ф йз Р1 д Он Ф О ч гл ф со -Ен Е < ЕЧ Ч d ДЧейМ g 2Я S о изо г * Д Р< о О* Рч Р< «Ен И *3 О >>Х_/ «§ W й га га Ф § й О $si В 2 а л а й &1 - 138 -
языка проекта. Логическое програлмирование лежит в ос¬ нове не только базового машинного языка къо, но и ос¬ тального ПО, включая ОС simpos, написанную на языке ESP (Extended Self-Contained PROLOG). Система SIMPOS, как и esp, обладает, кроме того, некоторыми возможнос¬ тями объектно-ориентированного программирования. По словам директора института юот К.Фучи (K.Fuchi), использование esp позволит писать большие и эффективно работающие программы. Следующим шагом по совершенствованию языка esp будет устранение имеющихся ограничений, связанных с наличием свойств последова¬ тельного выполнения программ /42, 43/. Продолжаются работы по проекту машины pim. В ка¬ честве кандидатов архитектуры pim предложено 4 про¬ екта: модели pim-r и pim-d института icot, машина pie Токийского университета И PPP (Parallel PROLOG Pro¬ cessor) университета Киото. Оценка моделей будет про¬ ведена с помощью программного моделирования и путем со¬ здания опытных образцов. Изучаются механизмы параллель¬ ного выполнения на pim-r и pim-d программ на языках PROLOG И Concurrent PROLOG /41,44-46/. Одна из основных целей японского проекта заключа¬ ется в создании машин баз знаний. Был разработан опыт¬ ный образец реляционной машины баз данных Delta. Ведет¬ ся совершенствование и расширение этой машины, однако в последнее время возникли некоторые трудности, связан¬ ные с громоздкостью модели, включением в нее в качестве подсистем нескольких обычных ЭВМ и, как следствие,чрез¬ вычайной сложностью ПО. В настоящий период начата раз¬ работка новой машины, несколько расширенной по отноше¬ нию к традиционной машине баз данных /41,42,47/. С созданием японского проекта машин 5-го поколения резко увеличился интерес к логическому программированию. Широко изучались ос¬ новные достоинства логического программирования, об¬ суждались трудности, возникающие при его практическом применении, и способы их преодоления. Всеми авторами - 139 -
отмечалось быстрое развитие и распространение логичес¬ кого программирования и широкие перспективы его исполь¬ зования /48-51/. Предметом многочисленных исследований и дискус¬ сий стал логический язык prolog, нашедший распростра¬ нение в Европе, США и Японии. Специалистами, отмечаются многие достоинства языка prolog. Так, программы на этом языке легко читаемы и в 5-10 раз короче программ, написанных на других языках. Важными являются такие свойства proloGb, как содержание в процедурах парамет¬ ров, являющихся и входными и выходными; наличие встро¬ енного возврата к предыдущему состоянию (что позволяет определить наличие множества решений данной проблемы); возможность сопоставления с образцом, объединенная с механизмом поиска цели. Комбинация этих и других воз¬ можностей делает prolog уникальным языком. При этом отмечается, что программирование на PROLOGe требует весьма большого объема памяти и более быстрого ЦП.Од¬ нако при дальнейшем снижении стоимости и повышении производительности систем с большой памятью затраты становятся приемлемыми, так как экономия, полученная за счет осмысленности программ и снижения усилий на про¬ граммирование, во многом компенсирует расходы /52/. В литературе исследовались различные аспекты соз¬ дания программ на PROLOGe /53-56/ и некоторые расширен¬ ные версии этого языка /57,58/. В работе одного из создателей языка prolog Алена Колмеро (a.Coimerauer) представлена модель языка в виде последовательности из 10 рисунков, описывающей ра¬ боту программ на PROLOGe, и еще раз обосновывается пра¬ вильность выбора PROLOGa в качестве языка для будущих машин 5-го поколения /59/. В настоящее время нет еще достаточно больших про¬ грамм, написанных на языке prolog. Для создания таких программ требуется специальное окружение с соответству¬ ющими компиляторами, интерпретаторами, отладчиками,ре¬ дакторами и т.д. Пока эта проблема не полностью решена, - 140 -
однако в последнее время появились реализации интерпре¬ таторов и компиляторов prologs для машин различных классов - от персональных до супер-ЭВМ /60-62/. При этом достаточно' просто решается проблема мобильности, так как практическим стандартом стал синтаксис версии языка prolog Эдинбургского университета для ЭВМ dec-Ю /49/. Разработано множество параллельных версий языка prolog,среди которых наибольшей известностью пользуются Concurrent PROLOG Е.Шапиро И PARL0G К.Кларка /63-В5/. Кларком и Грегори была рассмотрена проблема реализации языка parlog. Показано, как любая программа на PARLOGe может быть откомпилирована в программу на малом под¬ множестве этого языка - Kernel parlog. Таким образом, реализация языка parlog на любой машине сводится к реализации на этой машине языка Kernel parlog /64,66/. Трансляция отдельной программы с языка prolog на язык Concurrent prolog, а затем И-параллельное подмно¬ жество последнего - Plat Concurrent PROLOG исследуется в статье Стерлинга и Кодиша (Саве Institute of Techno¬ logy) /67/. Проведено сравнение ряда параллельных версий языка prolog. Среди них языки epilog, priolog, распараллелен- ный последовательный prolog, И/ИЛИ-модель параллельных процессов, Concurrent prolog и parlog. Обсуждалось из¬ менение семантики языка prolog в различных версиях /65/. Среди основных нерешенных проблем современных систем на PROLOGe - медленное выполнение больших про¬ грамм из-за сложности их реализации на традиционных архитектурах. Для решения этой проблемы в ряде универ¬ ситетов создаются специальные PROLOG-машины. В универ¬ ситете Кобе (Япония) разрабатывается экспериментальная последовательная PROLOG-машина рек сprolog Engine of Kobe), предназначенная для быстрого выполнения программ на PROLOGe Создан интерпретатор языка PROLOG; ожида¬ емая производительность 60-70 тыс. логических опера¬ - 141 -
ций в секунду (60-70 klips) /68/. В институте юот совместно с фирмой nec в рамках проекта ВС 5-го поколения ведется создание PROLOG-маши- ны НРМ (High-Speed PROLOG Machine), с ориентированной на компилятор архитектурой и высокоуровневыми команда¬ ми управления стеками. Создатели, нрм ставили целью раз¬ работку высокопроизводительного специализированного про¬ цессора с большим ОЗУ и ПО на языке prolog, включающим компилятор, интерпретатор, отладчик и другие системные средства, нрм является вспомогательным процессором,при¬ соединенным к psi и предназначенным для выполнения больших и сложных программ на языке prolog, psi и нрм отличаются на уровне машинных команд - уровень нрм ниже уровня psi. Более высокая производительность нрм ( 208 klips) по сравнению с psi (около зо klips) достигается в основном за счет использования методов оптимизации компилятора и специальных аппаратных модулей для уни¬ фикации и стековых операций, в то время как в psi при¬ меняются методы микропрограммной интерпретации.. При раз¬ работке PROLOG-машины особенно важен выбор языка, на котором будет написано системное ПО. В процессоре нрм для увеличения производительности все программное окру¬ жение написано на расширенном PROLOGe,включая такие функции ОС, как управление процессами, памятью и вводом -выводом /69/. Последовательная конвейерная машина, разрабатыва¬ емая в Стэнфордском университете, ориентирована на вы¬ полнение программ на языке prolog с еще большей про¬ изводительностью - 400 KLIPS. Машина представляет собой модифицированный вариант последовательной PROLOG-маши- ны, предложенной Уорреном (d.h.d. Warren), Приведены примеры написанных для машины программ на PROLOGe /70/. Все большее признание получают языки и архитекту¬ ры, основанные на принципах функционально¬ го программирования. В литературе широко обсуждались достоинства и недостатки этого стиля программирования, исследовались проблемы практической - 142 -
реализации функциональных программ /71-73/. Особо от¬ мечались предоставляемые функциональными языками воз¬ можности параллельного программирования и создания до¬ статочно простых и компактных программ /74,75/. С целью проверки возможностей функционального про¬ граммирования Джонсом (s.l.p Jones) был проведен экс¬ перимент по написанию программы среднего размера на известном функциональном языке sasl Тернера (D.Turner). В качестве программы для реализации выбрана версия yacc- генератора грамматического разбора ос UNIX. Для срав¬ нения была написана подобная программа на императив¬ ном языке bcpl. В результате эксперимента сделан вывод, что версия на функциональном языке легче для написания и полученная программа значительно компактнее (но не на¬ столько, насколько предполагалось теоретически).Отлад¬ ка функциональной программы оказалась сложнее, чем им¬ перативной /76/. Общеизвестно, что функциональные языки не очень эффективны при использовании на традиционных последо¬ вательных ЭВМ. В связи с этим во многих университетах проводятся исследования архитектур, специально предна¬ значенных для реализации функциональных программ. В университете Северной Каролины под руководством Г.Маго ведется разработка параллельной функциональной архитек¬ туры ррр /77/, а в imperial College Лондонского универ¬ ситета группа Дарлингтона продолжает работу над созда¬ нием параллельной ЭВМ Alice. В Эдинбургском университе¬ те для системы Alice был разработан выскоуровневый ап- пликативный язык норе, не допускающий присваивания зна¬ чений переменным и свободный от побочных эффектов /78, 79/. Система Alice не выполняет непосредственно про¬ грамму на языке норе, а использует ассемблерный язык ctl (Compiler Target language). Были написаны компи¬ ляторы ЯЗЫКОВ HOPE, PROLOG, PARLOG И LISP На ЯЗЫК CTL /78/. Многими университетами и фирмами ведутся интенсив¬ ные исследования потоковых архитек¬ - 143 -
тур. Некоторые из предлагаемых проектов ориентиру¬ ются на использование функциональных языков, подчерки¬ вая при этом близкое соответствие принципов функциональ¬ ного программирования и потоковых архитектур /80-82/. Д.Деннисом рассмотрены основные принципы, состо¬ яние и перспективы проекта Массачусетского технологи¬ ческого института по созданию архитектуры и ПО потоко¬ вых ЭВМ. Описана машина VIM (VAL Interpretive Machine) - прототип ВС коллективного пользования, основанная на принципах функционального программирования и на пото¬ ковой вычислительной архитектуре. Отмечается, что бли¬ зость концепций функционального программирования и уп¬ равляемой данными архитектуры сделали возможным приме¬ нение потокового управляемого механизма в вычислитель¬ ной системе, поддерживающей функциональный язык. Ба¬ зовым языком машины является аппликативный язык vimval - расширенный вариант разработанного Деннисом языка val Проиллюстрированы основные свойства языка vimval, обсуждается поддержка проверки типов и модуль¬ ного программирования /83/. Фирмой sri international совместно с университе¬ том штата Аризона создан функциональный язык Piucid, предназначенный для использования в качестве ассембле¬ ра в машине Eagyfiow, сочетающей возможности потоковой и редукционной архитектуры /84/. В университете Оттавы разработан функциональный ориентированный на потоковую обработку язык prograph Язык выражен графически в форме непосредственно выпол¬ няемых пиктографов, создаваемых машинной графикой.При создании PROGRAPHa были использованы свойства несколь¬ ких языков, одним из которых является IISP Так же как lisp, prograph существенно функционален по природе, оперирует над данными произвольной сложности. При этом lisp не требует объявления переменных, a prographjt вообще не требуются переменные, progpaph обладает мощ¬ ностью выражений и компактностью языка apl, использует некоторые возможности функциональной системы рр Бакуса. 144 -
Ha prograph оказали также влияние языки pql, daplex, ALGOL и. графический потоковый язык gpl /85/. Обсуждались различные теоретические и практичес¬ кие проблемы программирования на потоковых архитекту¬ рах /82,86-92/. Одним из наиболее известных проектов потоковых архитектур является Манчестерская потоковая машина MDFM (Manchester Data Plow Machine) .Проект MDFM был в основном ориентированным на аппаратуру, однако по мере создания опытного образца стала расти роль программных требований в дальнейшей разработке и со¬ вершенствовании машины. Программирование Манчестерской машины может осуществляться на .ЯВУ sisal. Свойство единственного присваивания значения переменной дает языку sisal ясную семантику и облегчает использование параллелизма программы. Написан компилятор языка sisal, который сначала транслирует текст программы в машинно¬ независимый промежуточный код, названный if-i и явля¬ ющийся представлением графа зависимостей программы.За¬ тем транслятор ift получает низкоуровневый потоковый граф. Была рассмотрена архитектура Манчестерской маши¬ ны, приведены примеры программ на языке sisal. С целью увеличения производительности исследовались методы со¬ вершенствования компилятора /93,94/. Обсуждалось использование непроцедурного языка в качестве языка программирования очень высокого уровня для параллельной ЭВМ, и в частности для Манчестерской потоковой машины. Описана система Model, генерирующая параллельную программу из непроцедурных спецификаций на потоковом языке MaD (Manchester Dataflow) для маши¬ ны MDFM /95/. Представлен проект потоковой архитектуры для при¬ ложений, требующих решения задач в реальном масштабе времени, stream Machine (sm). sm обличается програм¬ мно-ориентированной архитектурой, в которой использо¬ вана отличная от других потоковая модель вычислений; sm имеет более грубую грануляцию, то есть размеры мо¬ дуля могут быть от нескольких единиц до нескольких со¬ - 145 -
тен строк; любое значение, записанное в поток, может быть считано в любое время, в то время как в других по¬ токовых моделях доступ к значениям разрешен только в порядке поступления; гибкость потоковой модели позво¬ ляет удовлетворять жестким условиям реального времени /96/. Рядом исследователей предложено использовать по¬ токовую модель вычислений в качестве основы для связи между процессорами и синхронизации процессов в распре¬ деленных системах. Обсуждались результаты экспериментов с моделью выполнения потоковых графов, предназначенной для анализа и поддержки выполнения потоковых программ на распределенных системах /97/. Принцип потоковых вычислений предложен в качестве кандидата для реализации экспертных систем. В резуль¬ тате исследований сделан вывод, что потоковый подход наиболее близко соответствует природе экспертных си¬ стем /98/, Продолжаются исследования объектно-ори¬ ентированных языков програм¬ мирования и эксперименты по созданию архитек¬ тур для их эффективной реализации /99-101/. Описан раз¬ работанный в ФРГ процедурный объектно-ориентированный язык ModPascal и его программное окружение. ModPaacal расширяет стандартный Pascal конструкциями, полезными в теории абстрактных типов данных. Язык разработан как процедурное подобие языка спецификаций, основанного на абстрактных типах данных, и имеет семантику, исполь¬ зующую алгебраические структуры. Рассмотрены основные цели создания ModPascal, в том числе достижение выра¬ зительных возможностей модуляризации и раздельной ком¬ пиляции /102/. Примером архитектурной реализации концепций объ¬ ектно-ориентированного программирования является про¬ ект soar (Smalltalk on a RISC) Калифорнийского универ¬ ситета в Беркли. Как видно из названия проекта, один из наиболее популярных объектно-ориентированных языков - 146 -
Smalltaik реализован на упрощенной архитектуре с со¬ кращенным набором команд Rise. Ранее было не легко реа¬ лизовать Smalltalk на малых процессорах, так как во время выполнения Smalltalk-программа создает много объектов за короткий промежуток времени, занимая память и другие ресурсы процессора. Так, в среднем Smalltalk- система может иметь 32-64 тыс. активных объектов при создании нового объекта в среднем через кавдые 80 ко¬ манд. Для выполнения этих условий процессор soar реа¬ лизует регистровую архитектуру с несколькими наборами регистров, управляющими, созданием и обработкой объек¬ тов. Создано также ПО сборки мусора, освобовдающее па¬ мять от временных объектов. Для поддержки такой схемы RISC-кристалл имеет теговую архитектуру и специальные команды. В результате на сборку мусора тратится менее 2/ времени ЦП /24/. Во многих случаях использование созданных объектно- ориентированных программных средств ограничивалось си¬ стемами с небольшой производительностью. Калифорний¬ ским технологическим институтом предложена новая архи¬ тектура большой производительности, позволяющая исполь¬ зовать объектно-ориентированные языки для широкого кру¬ га практических приложений. Проект опирается на резуль¬ таты предыдущих исследований по внедрению ПО на языке Smalltalk. Предшественниками проекта с точки зрения ап¬ паратуры является машина Dorado фирмы Xerox и проект soar. Предложен ряд новых концепций: абстрактные коман¬ ды, адреса с плавающей запятой, трехуровневая адреса¬ ция и аппаратная поддержка контекста. Проведено модели¬ рование, на основе результатов которого определена ар¬ хитектура COM (Caltech Object Machine), реализующая данные концепции. Написан компилятор языка Smalltalk, генерирующий код для сом /103/. Большой интерес проявляется в последние годы к созданию систем и языков, объединяющих различные кон¬ цепции и подходы к программированию. Так, в универси¬ тете штата Аризона исследуются возможности программиро¬ - 147 -
вания систем реального времени с помощью потокового языка. С этой целью разрабатывается расширенная версия декларативного языка luc/d. Ведется работа над его фор¬ мальной семантикой и над созданием экспериментального компилятора /104/. Потоковый язык реального времени signal, работающий синхронно, без побочных эффектов и пригодный для выражения и восстановления параллелизма в алгоритмах обработки сигналов и изображений,создан вс Франции /105/. Перлисом (A.J.Perlis) и Ту (Н.-C.Tu) описан язык рас— функциональный язык вычисления матриц с синтакси¬ сом и матричными операциями языка apl. Целью создания рас является использование преимуществ функциональных языков при работе не со списками, а с другими структу¬ рами данных - матрицами /75/. В университете Карнеги-Меллона разрабатывается функциональный язык Arctic для спецификации и реализа¬ ции управляющих систем реального времени. Возможности объектно-ориентированного и императивного програм¬ мирования объединены в проекте фирмы IBM по созданию программного окружения SW2 (Smallworld 2)/106,107/. Специалистами AT&T Bell Laboratories создан ЯЗЫК С++, представляющий собой традиционный системный язык С, расширенный механизмами для определения новых типов, данных, поддерживающий абстрактные типы данных и объ¬ ектно-ориентированное программирование. Язык С++ вклю¬ чает в качестве подмножества язык С и, таким образом, может без дополнительных усилий использоваться С-про- граммистами. Более того, С++ предоставляет средства, делающие классическое программирование на языке С проще и безопаснее без увеличения размеров программ и потери эффективности. В течение трех последних лет язык С++ использовался во многих разделах системного програм¬ мирования, включая конструирование компиляторов, управ¬ ление базой данных, сети, числовое программирование, моделирование и т.п. Имеется высокомобильная реализа¬ ция С++ и около 500 действующих систем на машинах фир- - 148 -
МЫ Amdahl, VAX фирмы DEG И других /106/. Объектно-ориентированный язык Lore, основанный на математических концепциях рядов и отношений, разраба¬ тывается в исследовательском центре gte (Франция). Все объекты в Lore взаимодействуют путем посылки и приема сообщений. Кроме использования существующих системных объектов, Lore допускает создание новых объектов, осу¬ ществить которое гораздо легче, чем во многих других языках благодаря разработанной авторами, модели на ос¬ нове рядов и отношений. В настоящее время создан пер¬ вый опытный образец Lore, включающий различные способы связи между объектами. Разрабатывается компилятор языка Lore, исследуются проблемы представления знаний /106/. В университете Кейо /Япония/ созданы язык и система программирования Orient 84/к, предназначенные для опи¬ сания систем накопления знаний, а также систем более общего назначения. Основные конструкции Orient 84/к заимствованы из языка. Smalltalk 80 Язык Orient 84/К был использован при реализации ряда систем представле¬ ния знаний и недавно пересмотрен и исправлен с целью достижения лучших выразительных возможностей и большей производительности. Orient 84/к имеет свойство, отлича¬ ющее его от других языков: в нем осуществлено объедине¬ ние всех парадигм на объектной основе и введено более общее понятие "объектов знаний". Каждый объект в Orient 84/к является объектом знаний и работает параллельно с другими объектами. Предусмотрена защита объектов знаний от несанкционированного доступа.Объект знаний состоит из трех частей: поведенческой части, включающей набор процедур, описывающих действия или характеристики объектов, и использующей синтаксис и семантику, подобную языку Smalltalk: части базы знаний - локальной базы знаний из ооъ- ектов, содержащих правила и факты (для описания базы знаний используется предикатная логика, подобная языку PROLOG): - 149 -
мониторной части, контролирующей поведение объ¬ ектов и описываемой в декларативной форме. В результате Orient 84/к включает концепции объ¬ ектно-ориентированного,логического, ориентированного на правила и на параллельную обработу программирования. С конца 1984 г. первая версия языка Orient 84/к работа¬ ет под управлением ос unix 4.2 bed на машинах семей¬ ства vax и на рабочей станции Sun II. Созданы 2 интер¬ претатора на языках lisp и с. Ведется разработка ком¬ пиляторов и других средств программирования на Orient 84/к /45,106/. Активной областью исследований является создание языков, сочетающих возможности функционального и логи¬ ческого программирования. Множество предложенных про¬ ектов можно разделить на 2 основных направления: "лингвистические альянсы", где два существующих языка работают вместе, сохраняя свои индивидуальные особенности; "семантические гибриды", когда некоторые возмож¬ ности обоих подходов выборочно объединены при разра¬ ботке нового языка. К первому направлению относятся языки loglisp, Applog И Leaf, КО второму - Punlog, EQlog И Qute Исследования по объединению функционального и логического программировании ведутся в университете штата Юта. Изучаются реализация логического програм¬ мирования в качестве приложения функционального про¬ граммирования и расширение функционального языка с "ленивыми" вычислениями flazy evaluation)3a счет вклю¬ чения логических переменных /Ю6/. Возможности функционального и логического програм¬ мировании объединены в языке Tablog - совместной раз¬ работке фирм IBM, SRI International и Стэнфордского университета. Язык объединяет достоинства языков сим¬ вольной обработки PROLOG и lisp Включение в Tablog эквивалентности, отрицания, импликаций. функций и ра¬ венства позволяет программисту сочетать на объединен¬ - 150 -
ной основе функциональное и реляционное программиро¬ вание /106/. Последние годы отмечены резким увеличением инте¬ реса к созданию вычислительных архитектур и средств программирования, значительно повышающих производитель¬ ность систем искусственного и н - т с л л с к т а (ИИ). Широко изучается использование, для этой цели возможностей параллельной обработки. ИИ- программы значительно отличаются по структуре от число¬ вых программ, хорошо изученных с точки зрения парал¬ лельной обработки. Так, многие числовые программы вы¬ полняют большой объем действий над малым объемом дан¬ ных, тратя основное время на несколько внутренних цик¬ лов. Программы искусственного интеллекта из-за их ориен¬ тации на символьные,основанные на знаниях,вычисления имеют дело с большим объемом хранимой информации или с большим числом возможных решений, но выполняют очень небольшую обработку каждого элемента (обычно одно или два сравнения). Существует несколько различных подходов к парал¬ лельной обработке в системах ИИ /108,109/. Один из них основан на обнаружении и использовании возможности па¬ раллельного выполнения ИИ-программ, написанных на уни¬ версальных языках типа lisp. За последние годы предло¬ жено несколько параллельных LlSP-систем,предназначенных для работы на традиционных многопроцессорных системах или на потоковых машинах.Среди них разработанный под руководством Р.Холстеда( R и.Halstead.Массачусетский тех нологический институт)язык MuItilisp - ориентированная на символьные вычисления и расширенная параллельными конструкциями версия языка Sheme - диалекта lisp.B про¬ тивоположность некоторым параллельным языкам Multilisp включает конструкции, вызывающие побочные эффекты.По¬ тенциальная сложность работ с побочными эффектами в параллельном контексте облегчается природой параллель¬ ных конструкций и поддержкой абстрактных типов данных. MultiLisp реализован на опытном образце 32-процессор- - 151 -
ной системы Concert. Возможно использование этого языка и на более мощных машинах типа hep-1 <Deneicor) и Ultracomputer Нью-Йоркского университета /НО/. Версию языка Common lisp для анонсированной в 1985 г. параллельной 128-процессорной ЭВМ iPSC фирмы Intel разрабатывает компания Gold Hill Computers. Ожидается, что эта версия будет первой реализацией языка Common LISP на параллельной ЭВМ /III/. К потоковым ЭВМ, предназначенным для работы в си¬ стемах ИИ, относится LTSP-машина ем-з (лаборатория etl, Япония). ЕМ-3 ориентирована на обработку списков; в ней применяется расширенная версия языка lisp - EMLISP /45,112/. Другой подход к параллельной обработке в системах ИИ основан на использовании специальных языков програм¬ мирования. К этой категории относятся логические и функциональные языки, а также языки продукционных си¬ стем. Применение такого подхода позволяет достичь го¬ раздо более высокого уровня параллелизма, чем в тра¬ диционных языках /108/. Одним из первых привлек вни¬ мание к созданию высокопроизводительных систем обра¬ ботки знаний на основе логического программирования японский проект ВС 5-го поколения, нацеленный на раз¬ работку машины с производительностью до миллиона логи¬ ческих операций в секунду. Среди других проектов систем ИИ, поддерживающих логическое программирование, наибольший интерес пред¬ ставляет исследовательский проект Aquarius Калифорний¬ ского университета в Беркли. Целью проекта является создание MlMD-машины, состоящей из разнородных процес¬ сорных элементов, поддерживающей логическое программ- мирование и использующей параллелизм на всех уровнях. Ставилась задача определить возможное увеличение про¬ изводительности систем, специализирующихся на решении сложных проблем в области автоматизации проектирова¬ ния, дискретного моделирования, экспертных систем (ЭС) и обработки сигналов. В 1985 г. реализован оптимизиру-
ЮШИЙ компилятор языка PROLOG на PLM (PROLOG Machine) - первом экспериментальном процессоре проекта Aquarius, [фи создании компилятора были использованы передовые методы иерархической и модульной разработки ПО. Ста¬ вилась задача сделать оптимизирующий компилятор как можно более быстрым. В настоящее время ведутся работы над проблемой компиляции параллельных программ, написан¬ ных на стандартной версии языка PROLOG /24,113-116/. Фирмой IBM исследуется проект экспериментальной ш-архитектуры CDAA (Concurrent Data Access Architec¬ ture ), ориентированной на логическое программирование и предназначенной для эффективной реализации программ на языке prolog. Предложенная архитектура является эволюционным расширением стандартной фон-неймановской архитектуры и должна стать основой для дальнейших рас¬ ширений и модификаций. Описан набор функциональных при¬ меров, разработанных для поддержки ЭС и логических про¬ грамм. Особое внимание уделялось поддержке параллель¬ ной реализации ЭС на многопроцессорной системе. По¬ казана возможная поддержка на данной архитектуре прин¬ ципов И- и ПЛИ-параллелизма /117/. Фирмой Fairchild ведется создание многопроцессор¬ ной системы FAIM (Fairchild Artificial Intelligence Machine). Ото высокопараллельная символьная ВС, пред¬ назначенная значительно увеличить производительность систем ИИ. Целью проекта faim является создание: 1)язы- ка oil, на котором могут быть написаны прикладные программы ИИ, 2) машины, непосредственно аппаратно под¬ держивающей этот язык, и 3) механизма распределения ресурсов, эффективно использующего параллелизм программ. Язык он, - высокоуровневый параллельный символьный язык, является в то же время машинным языком для мультипро¬ цессорной системы faim Создатели oil считают, что в сложных системах ИИ требуется использование нескольких стилей программирования. Следовательно, существует по¬ требность в лучшем лингвистическом механизме, эффектив¬ но включающем все основные стили. Программа на языке 153
OIL является набором объектов, взаимодействующих путем посылки сообщений, и поддерживает, таким образом,объ¬ ектно-ориентированное программирование. Логическая часть oil написана на параллельной версии языка prolog, а процедурная часть - на диалекте языка lisp. Логичес¬ кая и процедурная части отделены друг1 от друга, между ними должен осуществляться четкий интерфейс /24, 109, 118/. Среди языков продукционных систем быстро приобре¬ тает популярность основанный на правилах язык ops-5 /108,119/. На выполнение языков типа ops-5 ориентиро¬ вала разрабатываемая в Колумбийском университете спе¬ циализированная параллельная ЭВМ dado, предназначенная для быстрого выполнения программ ЭС. Архитектура dado представляет собой тысячи процессорных элементов,объ¬ единенных в структуру двоичного дерева. Системное ПО включает ядро ОС и 2 параллельных языка, также разра¬ ботанных в Колумбийском университете. Копии ядра имеют¬ ся в каждом процессорном элементе. Ядро поддерживает наиболее фундаментальные операции машины dado, в том числе синхронизацию процессоров и передачу данных. Для осуществления параллельного программирования требуется обеспечить 2 типа спецификаций: спецификацию управляющих структур для координации процессорных эле¬ ментов и спецификацию сегментов последовательного кода, выполняемых в отдельных процессорах. Первый из двух языков, реализованных на dado, - pplm (подмножество языка pl/м фирмы Intel) использует явные операторы для синхронизации процессоров. Язык реализован через стан¬ дартные средства ос ijnix (с, zsx, yacc) и может быть легко перенесен на другие машины. Вторым языком машины dado является ppsl, Это расширенная lisp-система, поз¬ воляющая специфицировать параллельное управление. Для опытных образцов dado был разработан компилятор языка lisp и другие средства поддержки программирования на ppsl. Ведется также разработка логического ЯП lps, ключевыми аспектам:-! которого являются унификация и со-
гласоьание /120-122/, Проведен анализ производитель¬ ности продукционных систем на dado. Анализ показал,что высокоуровневый параллелизм не очень эффективен при выполнении на dado продукционных систем типа ops-5 /123/, - 155 -
VI Ю. М. Маркеев ЭЛЕМБНТНАЯ БАЗА ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ЭВМ В последние годы элементной базой логических уст¬ ройств высокопроизводительных ЭВМ становятся СБИС и ССИС. К таким схемам предъявляются высокие требования по быстродействию, потребляемой мощности, устойчивости к отказам. При использовании их в военной аппаратуре они должны удовлетворять требованиям военных стандар - тов /1-3/. Особое внимание уделяется радиационной стой¬ кости схем /4/. В основе развития элементной базы лежит комплекс - ное решение системотехнических, схемотехнических и тех¬ нологических задач на всех этапах создания схем.Сущест¬ венное влияние на логическую структуру ИС оказывает ар¬ хитектура. ЭВМ. В последнее время практически все фирмы-изготовите¬ ли высокопроизводительных ЭМ широко используют полуза- казные вентильные и макроячеечные матрицы. Лидирующей является кремниевая биполярная схемотехника ( ecl, CML, NTL ). ECL-Схемы применяют фирмы Amdahl, CDC, Cray Research, Fujitsu , Hitachi . Ьирма IBM использовала TTLSh -схемы, но в новой разработке (IBM-309U) перешла на ecl-схемы. В ЭВМ фирмы neg используются CML- схемы /5/. В перспективных супер-ЭВМ намечается использова - - 156 -
ние новой элементной базы: КМОП-схемы в ЭВМ gf-ю фир¬ мы sta Systems, быстродействие которых существенно по¬ вышается при охлаждении до температуры 77К; вентильные матрицы на GaAs -схемах с плотностью компоновки 300-500 вент./крист. предполагает использовать фирма Cray Re¬ search в ЭВМ Cray 3 /6/. Проектирование вентильных матриц осуществляется с применением автоматизированных рабочих мест (АРМ) /8/. В состав системы автоматизированного проектирования (САПР) входит библиотека логических элементов. Имеется тенденция расширения библиотеки функциональными элемен¬ тами (называемыми макроячейками , мегаячейками или су- перячейками), эквивалентными схемам средней и большой степени интеграции. В ее состав вводят и аналоговые эле¬ менты /9-12/. Для оптимального использования площади кристалла применяется комбинированный структурно-матрич¬ ный способ проектирования, при котором вентильная мат¬ рица используется для обрамления сложных функциональных элементов в пределах кристалла. Фирмой Signetics в уни¬ версальной матрице Piexx благодаря использованию спе¬ циальной структуры, названной варьируемым макроэлемен - том, сочетаются возможности вентильных матриц и стан¬ дартных элементов. Это позволяет использовать все вен¬ тили и 100/ площади кристалла при проектировании /13/. Аналогичные СБИС фирмы LSI Logic названы структу¬ рированными матрицами. В них с помощью программируемых межсоединений вентильная матрица совмещена с такими функциональными элементами,как ОЗУ, ПЗУ,АЛУ и разрядно¬ модульный микропроцессор. Фирмой разработаны 6 типов кристаллов серии lsa 2000 на КМОП-схемах с 2-мкм нор¬ мами. 3 них на одном кристалле содержится ОЗУ емкостью 2300-9300 бит, ПЗУ емкостью до 32 тыс.бит и от 3 до 6 тыс. вентилей логических схем (14-17). Фирмой Mostek в составе библиотеки логических эле¬ ментов используются макроячейки с нефиксированной за¬ ранее топологией. Размещение макроячеек и трассировка составляющих их вентилей выполняются программными сред¬
ствами САПР, поэтому величина задержки для них заранее неизвестна /18/. При создании специализированных процессоров широ¬ ко используется заказное проектирование с помощью стан¬ дартных ячеек /19-22/. В этой области ведущей является КМОП-схемотехника. В библиотеки стандартных ячеек вво¬ дят разрядно-модульные микропроцессоры ( МП ) /23-28/. Так, фирмы Harris И Oki Semiconductor (США) ИСПОЛЬЗУ¬ ЮТ 16-разрядный МП 80С86 на КМОП-схемах, фирмы zymos (США) и General Electric - 8-разрздный МП 80С49 на КМОП-схемах (в дальнейшем будет использоваться 80C5I). Большой популярностью пользуется 4-разрдцный МП 2901 на КМОП-схемах. Его используют в своих библиотеках амери¬ канские фирмы LSI Logic (СБИС LSA 2005), Waferscale Integration (СБИС WS 59016-С И WS 59СО32), Logic De- vices(CEMC L 429CO1 ) и др. /29-40/. Возможностью объединения на одном кристалле боль - шого количества разрядно-модульных МП интересуются раз¬ работчики ЭВМ с потоковой архитектурой. Они используют МЛ в качестве процессорных элементов (ПЭ). Степень сло¬ жности ПЭ (АШУ или МП) в значительной степени определя¬ ет структуру потоковых ЭВМ. В наибольшей степени подда¬ ются интеграции систолические матрицы /41-43/. Совмест¬ ными усилиями фирм NCR и Martin-Marietta разрабо - тана систолическая матрица nor 45CG72 на КМОП-схемах с 3-мкм геометрией. Матрица, называемая арифметическим параллельным процессором gapp , содержит 72 однораз - рядных процессора, которые работают с собственным ЗУ емкостью 128 бит. Рабочая частота матрицы 10 МГц. Мак¬ симальная потребляемая мощность 500 мВт/44-46/. У системотехников имеется большой интерес к соз¬ данию заказных СБИС с интеграцией на уровне пластин. Разрабатываются проекты их использования в ЭВМ с кон¬ вейерной и потокоеой архитектурой. Активные работы в этой области ведут исследовательские центры США, Анг - лии и Японии; многие из них работают по контракту с военными ведомствами /47-59/. В последнее время появля¬ - 158 -
ются сообщения о разработке систолических матриц на СБИС-пластинах. Такие работы проводятся в Массачусет - скоы технологическом институте /60/. Главной задачей при создании СБИС-пластин является обеспечение автома¬ тической реконфигурации при обнаружении дефектных мест на пластине /61-64/. С увеличением уровня автоматизации проектирования' начинает применяться принципиально новый метод проекти¬ рования логических устройств, названный кремниевым ком¬ пилятором. С его помощью по архитектурному описанию кристалла (или его фрагмента) тлеется возможность ав¬ томатически осуществлять функциональное, временное и топологическое проектирование /65/. I. Кремниевые биполярные схемы На современном этапе в разработках субнаносекунд- ных вентильных матриц лидирующей является биполярная схемотехника. Многие фирмы США, Японии, Западной Европы работают в области технологии кремниевых биполярных схем. Считается, что биполярная технология еще не ис¬ черпала своих возможностей. За счет совершенствования транзисторных структур логических схем и развития эле¬ ментно-технологической базы с субмикронными проектны¬ ми нормами возможно дальнейшее улучшение характеристик биполярных вентильных матриц /66/. Основные работы по улучшению высокочастотных ха¬ рактеристик транзисторов для СБИС связаны с уменьшением паразитных емкостей коллектор-база и коллектор-подлож - ка, снижением сопротивления базы и получением тонкослой ной структуры транзистора. В табл.1 сведены данные об основных современных транзисторах, используемых в бы¬ стродействующих вентильных матрицах. Современная биполярная технология основана на ис¬ пользовании поликремния в области базового и эмиттерно- го контактов, оксидной изоляции элементов с помощью и- образных канавок и самосовмещения базы и эмиттера. При
Основные данные транзисторов вентильных матриц Степень интегра- 1 О Н н л л со Ен Ф 3|§ 1 ,J7 сч .о С4- ф 1 1 S - г? н нч Ь о ГТ ♦* Э н д “'~- С\2 00 ю £> 1 сз о д нч кН нч 1 о о 1 1 •* я а> оо 00 JO- 1 а Ю НЧ о я % Л о _ Ен СО г> « со * А Ф Я {> СО со СО О со ю н XD нч со нч ■:—I о о О « « й ь 2 я СТ) г д г» Ё я о 00 о см Ю 00 § ° нЧ нч со СО 1-4 ф 1 о о л о я д Ф со S Х2 о о о О S Я сОО 1 1 Х2 О оо кН 1 О Ен ДО LO нч СМ 5> ю Ю CsS Р<Ф Ф - и и к ю Ф Н L0 •* g flj ^g 00 Ю {> СМ о- со 8 я СО § о рц2 « О 2 О О о Й й Й Рн Н 1 о и кч А см о я н кЧ •т* Э < кч 1 3 Ё СМ СИ си кЧ и\ 7 1 со О о UJ £-4 Ен Ен нч О о со СИ и кЧ н СП СИ Q си СИ и •Н а Д4 ф о Е-> в СО Ен ф +-» я •гЧ •Н си д
этом используются методы фотолитографии и ионной им¬ плантации. Проектные нормы наиболее прогрессивных тех¬ нологий снижаются до I мкм. В качестве межсоединений используются тугоплавкие металлы и их силициды. Лабораторией электросвязи ecl фирмы ntt разра¬ батывается технология сверхсамосовмещения ( sst ),в ко¬ торой расстояние между эмиттером и базовым окном умень¬ шено до 0,3 мкм. Имеются сообщения /67/ о создании тран¬ зистора с размером эмиттера 0,35x5 мкм, для которого граничная частота достигает 17,1 ГГц. В настоящее вре- мя фирма использует две модификации этой технологии SST-1A и SST-2 . Технология sst-ia используется в макроячеечной матрице на 2,5 тыс.экв. вентилей. Во внутренних ячей - ках матрицы используются 2-ярусные lcml-схемы с ам¬ плитудой логического сигнала 450 мВ. Параметры исполь¬ зуемых транзисторов приведены в табл.1. При напряжении коллектор-эмиттер ЗВ их граничная частота 12,4 ГГц. Матрица содержит 756 макроячеек и 88 буферных ячеек ввода-вывода. В ней используются 2 слоя металлизации и I-мкм проектные нормы. Был спроектирован 16х16-разряд- ный параллельный умножитель, в котором среднее время задержки 120 пс/вент. при мощности рассеяния 0,365 мВт/ вепт. Время умножения 7,5 нс, а мощность рассеяния 2,07 Вт /68,69/. В вентильной матрице на 5 тыс.вентилей фирмы NTT также используется технология sst-ia . Особенностью транзисторных структур в этой матрице является примене¬ ние изолирующих и-образных канавок шириной 2 мкм, заполненных поликремнием. Транзисторы имеют эмиттер раз¬ мером 0,7x2,2 мкм. Площадь, занимаемая одним транзисто¬ ром, - 88 мкм^. Основные параметры транзисторов приве¬ дены в табл.1. В матрице 3 слоя металлизации и 1,5-мкм проектные нормы. Для 23-каскадной цепи на 2-ярусных ecl-вентилях типа ИЛИ-HE среднее время задержки состав¬ ляет 164 пс/вент. при мощности рассеяния 1,5 мВт/вент. /70,71/. - 161 -
В макроячеечной матрице на / тыс.экв. вентиле., этой же фирмы используется технология SST-2^. С ее по¬ мощью создаются транзисторы размером 136 мда/ при раз¬ мере эмиттера 2x2 мкм. Параметры транзистора приведены в таблЛ- При напряжении коллектор-эмиттер 1 В получе¬ на граничная частота 5 ГГц. В матрице используется 4 слоя металлизации и 2-мкм проектные нормы. Время задер¬ жки внутренних ни.-вентилей равно 333 пс/вент.при мощ¬ ности рассеяния 1,2 мВт/вент./72/. На проходившей в Токио в 1985 г. 17-й Международ¬ ной конференции по полупроводниковым устройствам и ма¬ териалам лаборатория ecl фирмы ntt сообщила о соз¬ дании кольцевого генератора, в котором получена задерж¬ ка распространения 10 пс/вент. В нем использовались би¬ полярные сверхсамосовмещенные транзисторы с граничной частотой 25 ГГц. В дальнейшем специалисты лаборатории считают возможным создание кремниевого биполярного тран¬ зистора с гетероструктурой эмиттера., состоящего из пле¬ нок гидрогенизированного аморфного полупроводника </. - S1C:H. Предполагается, что для него граничная частота будет превышать 40 ГГц /73/. Фирмой Siemens для новой вентильной матрицы LSI - 40С1А. на 9 тыс.экв. вентилей разработана технология треть¬ его поколения oxis ш . В ней используются 2-мкм про - ектные нормы и 3 слоя металлизации с полиимидной изоля¬ цией. В качестве подложки используется пластина диамет¬ ром 150 мм. В матрице применяется самосовмещенный тран¬ зистор, в котором расстояние мевду эмиттером и базовым окном равно 0,5 мкм. Размер эмиттера 2x7,5 мкм. Его па¬ раметры приведены в табл.1. Внутренние вентили матрицы построены по 3-ярусной смь-схеме с амплитудой логического сигнала 500 мВ. Вре¬ мя задержки схемы ИЛИ/НЕ-ИЛИ 200 пс/вент. при мощности рассеяния 6 мВт/вент. Матрица содержит 1936 внутренних ячеек (в каждой из которых содержится одна логическая схема), разделенных на 4 блока по 484 ячейки и 48 фор¬ мирователей смещения в каждом. Кроме них имеется 256 - 162 -
буферных ячеек ввода-вывода, преобразующих уровни смь - схем в стандартные ecl -I00K или ecl-IOK уровни. По периметру кристалла размещаются 320 контактных площа - док. Из них 64 используются для подключения питания, а 256 - для логических сигналов. Размер кристалла 10,92х 11,73 мм. Напряжение питания 4,5 В. Потребляемая мощ - ность 20 Вт. Фирмой создана библиотека макроячеек, со¬ держащая 105 типов ячеек, эквивалентных схемам малой и средней степени интеграции. При проектировании мат¬ риц используется САПР PRIMUS /74,75/. В дальнейшем фирма Siemens планирует создать тех¬ нологию oxis iv/v с 4 слоями металлизации и i-мкм про¬ ектными нормами. На ее основе должна быть разработана матрица на 20 тыс. вентилей с временем задержки 50 пс/вент.Матрица будет размещаться на кристалле размером 300 мм2 /76/. Лабораторией crl фирмы Hitachi разработана тех¬ нология sicos , в которой поликремниевый контакт под¬ водится к боковой стенке базовой области. Разработаны логические ЕСL -вентили с временем задержки 84 пс/вент., в которых используются транзисторы размером 145 шаГ при размере эмиттера 3x4 мкм. Их граничная частота 14 ГГц /77/. Для создания транзисторных структур j2l- схем на фирме используется технология sicos-i2l . В ней при¬ меняется самосовмещение базы и коллектора. Параметры транзистора приведены в табл.1. В кольцевом генераторе на i2l -схемах получено минимальное время задержки 290 пс/вент. и произведение мощности на быстродействие 15 фДж/вент. Максимальная частота переключения Т-триг- гера на 12ь-схемах 315 МГц при мощности рассеяния 5 мВт /78/. Фирмой amd создана серия макроячеечных матриц на ECL-схемах. Они изготавливаются по технологии imox-S с 2-мкм нормами. Матрицы дт-3500В и Ат-3550 содержат по 5288 экв.вентилей, а матрица Ат-3525 имеет 3718 экв. вентилей и ЗУПВ 16x18 бит. Для экономии потребляемой - 163 -
мощности используются модификации матриц по быстродейст¬ вию: 0,6, 0,7 и 0,9 нс. Библиотека макроячеек содержит 200 функциональных схем и аналогична библиотеке фирмы Motorola для серии МСА-2. Матрицы имеют S заказных слоя металлизации. Напряжение питания 5В. Диапазон ра¬ бочих температур от 0 до П5°С /79,80/. Большое внимание уделяется созданию радиационно - стойких биполярных логических схем. Изучается взаимо - действие потока быстрых нейтронов, непрерывного иони - зирующего излучения на динамические и статические ха¬ рактеристики ИС /81/. Фирмой Honeywell создана вентильная матрица НМ- 1OOOR , выдерживающая поток нейтронного облучения 3’10^ см^, ее стойкость по отношению к полной погло - щенной дозе составляет 10? рад ( Si ). Матрица работает в диапазоне температур от -55 до +125°С. Она изготавли¬ вается по технологии adb-1 с 3 слоями металлизации и 4-ыкм проектными нормами. Внутренние вентили матрицы по¬ строены на смь-схемах. Их время задержки 500 пс/вент. По, входам и выходам матрица совместима с ECL- и ттъ - схемами. Плотность компоновки I тыс. экв.вент./крист. Мощность рассеяния 2 Вт. Матрица монтируется либо в 64- выводной, либо 80-выводной корпус. Имеется библиотека макроячеек /82,83/. Фирма Raytheon также работает над созданием радиа¬ ционностойких вентильных матриц. Ею созданы матрицы cga 5ОЫ5 и cga 35Ы2 на 5 и 3,5 тыс.вентилей соответ¬ ственно. Стойкость матриц по отношению к полной погло - щенной дозе составляет 10^ рад. Рабочий диапазон темпе¬ ратур матрицы от -55 до/125°С. При изготовлении матри¬ цы используется оксидная изоляция боковых стенок транзи¬ сторной структуры. Во внутренних вентилях применяются ISI-схемы. Время задержки вентилей 1,2 нс. Мощность рассеяния 120 мкВт/вент. Имеется библиотека макроячеек /84,85/. Параметры биполярных матриц приведены в табл.2. - 164 -
I о о 00 40 00 о м- ■’3“ со о о СЧ КЛ о СЧ ГЛ сч ГЛ 40 СЧ СЧ Т— (XI СЧ ГЛ т— V V- г— г- Биполярные вентильные матрицы со Xt- ГЛ О 1 1 1 о о о г- 40 ГЛ КЛ о о о о о о г— ГЛ V— о о о ил 0> ол 40 40 40 CD ЕН о о о о со со 4- о о о д о о о о о со со СО о о о •S ил о о о сч сч о о ил СЧ UX г- ОЛ ю< ЦЛ г- ГЛ 1— U4 ГЛ *й г— ОЛ К СЧ ГЛ 40 К сг>г-~ | 1 1 1 | СЧ СЧ •ч М * * О т- о> о> I— V— W о ^4 W •ч О о О W о А А г— г— о 1- о О О „ Рч Рч Рч О Рч О НА А ВД А А \ \ \v- \г- \Е-н О \Ен W А А А Рч А Рч А Ен И А Ен К О о О и Я М rq О W cq О ил сч А Г- т— о О О ил к А А О О ил сч о О ил *4- ил ил ил о ил гл 1 гл гл гл о Н 1 1 1 т— со S Й Б е о А 5 •3 -5 к о о 6-< Ен & го 1—1 гЧ ф > а о а ф ф г л Б Ф -р ф а Д >> тН я о а) СО с к 165
2. Кремниевые КМОП-схемы КМОП-схемотехника находит широкое применение при проектировании полузаказных СБИС, а особенно заказных и, в частности, микропроцессорных БИС /86-89/. Большин¬ ство серийно выпускаемых КМОП-схем выложено с исполь¬ зованием проектных норм 3-5 мкк. Однако имеется тенден¬ ция к переходу на субмикронные проектные норлы. Для вентильных матриц это означает повышение степени инте¬ грации до 20 тыс.вентилей и более (100 тыс. транзисто¬ ров на кристалле) и уменьшение типовых задержек до I нс и менее. Использование проектных норм ниже 2 мкм требу¬ ет существенных капитальных затрат. Для увеличения быстродействия КМОП-схем создаются более совершенные субмикронные полевые транзисторные структуры. Фирмой ntt создан ИОП-транзистор с дли¬ ной канала 0,1 мкм при толщине затворного окисла 5 им. Для транзисторов с длиной канала 0,3 мкм в 51-каскад - ном кольцевом генераторе время задержки составляет 50 пс/каскад /90/. В Массачусетском технологическом инсти¬ туте создается МОП-транзистор с длиной канала 0,06 мкм, работающий при температуре 77К/91/. Основные трудности при создании субмикронных структур связаны с эффектами короткого канала и горячих электронов. Не существует общепринятого метода ослабления их влияния. Широкое рас¬ пространение получают транзисторные структуры с двой¬ ной диффузией области стока, или со слаболегированным стоком /92,93/. Часть исследователей, например в фир - мах Bell Laboratories, NTT и т.д., идут по пути сниже¬ ния питающего напряжения /92,94/. Фирмой Bell Laboratories разрабатывается п -каналь¬ ный МОП-транзистор, работающий в режиме обеднения с на¬ пряжением питания 2,5В. В 49~каскадиом кольцевом гене¬ раторе на транзисторах с каналом длиной 0,75 мкм было получено время задержки 50 пс/каскад. Произведение мощ¬ ности на быстродействие при этом равнялось 30,5 фДж. 163 -
При уменьшении напряжения питания до IB произведение мощности на быстродействие снижается до 4 фДж. На ба¬ зе этой технологии был создан. 16х1б-разрядный параллель¬ ный умножитель. При напряжении питания 2В он работает на частоте 90 МГц /95/. Для уменьшения паразитных сопротивлений затворов и их омических контактов широко используется техноло - гия самосовмещенных затворов из силицида титана. Фир - мой Texas instruments получено сопротивление затвора 1-2 0м/о для п-канального транзистора с уменьшением его в дальнейшем до 0,5 Ом/о /96,97/. Фирмой Fujitsu Laboratories создана многослойная структура, названная туннельным затвором. В ней между слоями поликремния и молибдена расположен тонкий слой нитрида кремния тол - щиной 2 нм, сквозь который туннелируют электроны. В результате получается сопротивление 0,5 Ом/п /98/. Пристальное внимание уделяется изучению воздейст¬ вия низких температур на кремниевые МОП-транзисторы /99/. Отмечается, что увеличение быстродействия связа¬ но с изменением механизма рассеяния носителей в полу¬ проводнике /100/. Фирмой Bell Laboratories исследуется возмож - ность дальнейшего снижения произведения мощности на быстродействие. Для этого разрабатываются МОП-транзис¬ торы, работающие при температуре ЗОН. При низких тем¬ пературах физически достигнута величина логического си¬ гнала 25 мВ, а произведение мощности на быстродействие снижается до 0,005 фДж /101/. Фирмой Honeywell для супер-ЭВМ GF-Ю фирмы eta Systems разрабатывается вентильная КМОП-матрица, содержащая 20 тыс.вентилей. При охлаждении до темпера¬ туры 77К время задержки внутренних вентилей 40G пс/вент., а при комнатной температуре 800 пс/вент./102/. На базе технологии hi-cmos ill (с длиной затвора транзисторов 1,3 мкм) фирмой Hitachi создан 8х8-раз - рядный параллельный умножитель с временем умножения при температуре ЗООК - 23,3 нс, при 77К - 11,3 нс и - 167 -
при температуре 4К - 8,0 нс /87/. Необходимо отметить разработку вентильной КМОП- матрицы фирмой Integrated CMOS Systems (США). При температуре 300К она обладает быстродействием 225 нс/ вент. и имеет плотность компоновки 12600 вент./крист. /103/. Повышения степени интеграции без уменьшения проект¬ ных норм можно добиться увеличением количества слоев металлизации для межсоединений, что позволяет более эф¬ фективно проектировать топологию кристалла. Широко ис¬ пользуются 2-уровневые межсоединения. Изучается воз¬ можность применения трех уровней межсоединений. В лабо¬ ратории ecl фирмы лтт создана вентильная матрица на 20 тыс.КМОП-вентилей, в которой используются 5 слоев металлизации с полиимидной изоляцией между слоями/104/. В конце 1985 г. фирма Toshiba предполагает вы¬ пустить серийные БИС с использованием КМОП/КНС-техноло- гии. Фирмой созданы вентильная матрица Т7027 на 8370 вентилей и 16х16-разрядный умножитель Т9503. Типовое время задержки для инвертора, 2-входовой схемы И-НЕ и 2-входовой схемы ИЛИ-HE соответственно равно 0,67 , 0,87 и 0,99 нс. Потребляемая мощность 0,03 мВт/вент. Размер кристалла 9,84x9,92 мм /105/. Предпринимаются попытки создания комбинированной Bi-CMOS -технологии, объединяющей биполярную и КМОП- схемотехнику /106,107/. При проектировании вентильных матриц это позволит иметь внутренние ячейки с высокой степенью интеграции на КМОП-схемах и быстродействующие ячейки ввода-вывода с большой нагрузочной способностью на биполярных схемах. Наибольших успехов в этой области добились фирмы Motorola и Hitachi . Фирмой Motorola создана макроячеечная матрица MCA 6000 etl Macrocell , содержащая 6 тыс.экв. вентилей /108/. Фирмой Hitachi с 1983 г. разрабатывается серия вентильных матриц HD27 . При их изготовлении использу¬ ется технология Hi-Bi-CMOS с 2-мкм нормами. Среднее время задержки внутренних вентилей 800 пс/вент., а вы¬ - 168 -
ходных при емкостной нагрузке в 15 пф - 8 нс/вент. От¬ вечается, что такое быстродействие в 2-2,5 раза выше, чем У 2-мкм КМОП-вентилей. Вентильная матрица HD27Q с мощностью рассеяния 500 мВт содержит 1,6 тыс.венти - лей. По входам и выходам она совместима с ls-ttl -схе¬ мами /109/. 3. Арсенид-галлиевые схемы В рамках американской программы СОИ и японской про¬ граммы НИОКР по созданию перспективных технологий ( jtech) большое внимание уделяется полупроводниковым структурам с резкими гетеропереходами. Принципиальный мерным газом на границе гетероперехода. В таких соеди¬ нениях появляется возможность формирования их зонной структуры и управления характером переноса носителей заряда /НО/. Как и в прошлые годы, наиболее интенсивно велись работы по технологии полевых транзисторных гетерострук¬ тур AiGaAe/GaAs . Их промышленное освоение определяет¬ ся наличием у фирм-изготовителей высокопроизводительных установок выращивания гетероэпитаксиальных слоев. Фирмой Fujitsu в рамках японской программы по созданию супер-ЭВМ разработана установка молекулярнолу¬ чевой эпитаксии. В ней обеспечивается равномерность тол¬ щины и состава пленок в пределах + 1% по всей площади пластины диаметром 76 мм. При использовании гетерострук¬ туры в НЕМТ-транзисторе стабильность порогового напря - жения при температуре 300К в режиме обогащения состави¬ ла 0,02В + 12 мВ, а в режиме обеднения I,IIB +20 мВ/Ш/. Многими фирмами начинает использоваться экономиче¬ ски и технически более доступный метод газовой эпитак - сии из металлоорганических соединений и гидридов (МОС- гидридный метод) /112,113/. Для обеспечения высокой однородности пороговых на¬ - 169 -
пряжений в пределах пластины фирмы Honeywell > нтт , Fujitsu используют транзисторные структуры с самосов- мешенным затвором, а фирмы Bell laboratories И Rock¬ well применяют структуры с углубленным затвором. Фирмой Honeywell по контракту с ВВС США разра - батывается НЕМТ-транзистор с самосовмещенным затвором на гетероструктуре aigbAs/ GaAs с модулированным ле¬ гированием, работающий в режиме обогащения. Методом ионной имплантации кремния получены п+ -области истока и стока по отношению к самосовмещеиному затвору. Для изоляции используется протонное легирование .В 25-каскад- ном кольцевом генераторе на схемах с непосредственной связью транзисторы имели затвор длиной I мкм и шириной 20 мкм. Испытывалось несколько экземпляров кольцевых генераторов. При температуре 300К и напряжении питания 1,63 В некоторые из них показали время задержки 15 пс. Наилучшим было время 11,6 пс при мощности рассеяния 1,55 мВт. Затем 2 наилучших экземпляра испытывали при температуре 77К. Один из них показал минимальное время задержки 10,7 пс при мощности рассеяния 2,04 мВт, а другой - 8,5 пс при мощности рассеяния 2,59 мВт и на¬ пряжении питания 1,92 В/П4-П7/. Фирмой Bell Laboratories разрабатывается НЕМТ- транзистор с углубленным затвором на гетероструктуре AlGaAs/GaAs с селективным легированием. Для получения субмикронных размеров транзистора используется элек - троннолучевая литография. Подстройка порогового напря¬ жения для обеспечения режима обогащения производится углублением затвора путем химического травления.Для 19- каскадного кольцевого генератора проводилось исследова¬ ние влияния различных параметров транзистора и схемы на время задержки. При температуре 77К и затворе длиной 0,4 мкм получено минимальное время задержки II пс при мощности рассеяния 1,36 мВт ■ напряжении питания 1,1 В. /118/. При улучшении параметров и использовании затвора длиной 0,35 мкм фирме удалось получить рекордное время задержки 10,2 пс при мощности рассеяния 1,03 мВт для - 170 -
температуры 300К и 5,8 пс при мощности рассеяния 1,76 мВт для температуры 77К /119/. Одновременно с исследованием гетероструктур полным ходом идет промышленное освоение технологии GaAs для создания ИС преимущественно военного назначения. Раз¬ рабатываются схемы, работающие в диапазоне температур от -200 до +200°С /120/. Многими фирмами изготавливают¬ ся как полузаказные вентильные матрицы, так и заказные схему /121-126/. Некоторые микропроцессоры широкого при¬ менения , например комплект Ат 2900, переводятся на GaAs-схемы /127,128/. Фирмой Harris выпущена макроячеечная матрица HMD III00 на 300 экв. вентилей. Библиотека элементов со¬ держит 128 ячеек семи функциональных типов. Матрица сов¬ местима с ecl -схемами. При нагрузке 50 Ом и I пФ час¬ тота переключения составляет 3 ГГц. Матрица может рабо¬ тать в диапазоне температур от -55 до +85°С. Она монти¬ руется в 48-выводной корпус /129-132/. Вентильная матрица hgg 2020 с шириной линий 1мкм фирмы Honeywell содержит 2 тыс.вентилей и 56 ячеек вво¬ да-вывода . Внутренние вентили, собранные на sdfl -схе - мах, имеют минимальное время задержки 175 пс/вент. Так¬ товая частота матрицы I ГГц. Она совместима с TTL -, ECL - и КМОП-схемами. Корпус матрицы имеет 88 выводов. Имеется САПР с библиотекой макроячеек. Проектирование осуществляется с помощью АРМ фирмы Mentor Graphics/120, 127/. 4. Оптические интегральные схемы Большая часть работ по созданию оптических вычис - лительных машин (ОВМ) проводится в США и Японии /133/. В рамках программы СОИ в США действует консорциум по оп¬ тической вычислительной технике /134/. Усилиями университетских исследовательских групп США и Японии создана базовая схема двумерного процессо¬ ра /135/. Ее особенностью является использование дву¬ - 171 -
мерного оптического пространства для размещения вход - ных данных и их обработка методами пространственного интегрирования. Пространственные модуляторы света (ПМС) и элементы оптической обработки размещаются в плоскос¬ тях, перпендикулярных оптической оси. С помощью оптических интегральных схем (ОИС) реа¬ лизуются функциональные узлы ОВМ. Основная тенденция развития ОИС обусловлена интеграцией отдельных волно - водных и оптоэлектронных компонентов на единой подложке, способных легко сопрягаться с электронными схемами. На подложках из полупроводниковых соединений создают¬ ся излучатели и приемники. На подложках из ниобата ли - тия - оптические переключатели и модуляторы /136-137/. Фирмами Rockwell International» Honeywell » AT&T создаются электроннооптические матрицы, содержащие ис¬ точник (лазер), приемник (фотодетектор), мультиплексор и демультиплексор /134-138/. Специалистами Йокогамского национального универси¬ тета и Токийского технологического института предложена световодная структура, позволяющая реализовать трехмер¬ ную гибридную ОИС /139/. Проводятся исследования по созданию гибридных ана¬ лого-цифровых ОВМ. Аналоговые вычисления выполняются с помощью акустооптических матричных систолических процес¬ соров, а цифровые - с немощью бистабильных полупроводни¬ ковых устройств /140-143/. В качестве последних применя¬ ются MQW - приборы ( nrultiple-quantua-well phenomenon). Впервые MQW -прибор был создан фирмой Bell Laboratories. В нем используется слоеная структура с несколькими ге¬ теропереходами на Al GaAs/GaAs . В гетеропереходах воз¬ никает механизм квантового переноса электронов через энергетические потенциальные ямы /134,144-146/. В университетах Карнеги-Меллона и Южной Калифорнии исследуются акустооптические модуляторы света на основе ячеек Брегга. Пьезоэлектрический преобразователь излуча¬ ет акустическую волну в оптически прозрачный материал (ниобат лития), в котором в зависимости от частоты и ам¬ - 172 -
плитуды волны меняются показатель преломления и интен - сивность входного пучка света /147/. Создаются архитектуры с несколькими пьезоэлектри - ческими преобразователями. Примером таких процессоров является систолический двоичный акустооптическяй вычи¬ слитель свертки sAOSic /148/. В лаборатории им. Линкольна разрабатываются ПМС на приборах с зарядовой связью (ПЗС). Электрически ад¬ ресуемые ПМС создаются в двумерных ПЗС-матрицах на нала за счет явления электропоглощения. Суть явления в изме¬ нении коэффициента пропускания для световых лучей в ячейках прибора в зависимости от распределения зарядов в ПЗС /149/. В университете Виной Калифорнии ведутся работы по созданию универсальной цифровой OEM в виде последователь¬ ностной оптической логической системы с изменяемыми связями. Подсистемы памяти, ЦП и ввода-вывода рассмат - риваются как части большой оптической вентильной мат¬ рицы (кристалла), а соединения обеспечивают связь под¬ систем друг с другом и с внешней средой. Для оптической связи используется синтезированная голограмма, которая осуществляет управление световыми пучками. Сменой или записью голограммы на оптически или электронно управля¬ емом материале имеется возможность замены всех связей /150/. 5. Схемы на переходах Джозефсона В 1985 г. были опубликованы материалы проходившей 10-13 сентября 1984 г. в Сан-Диего(США) конференции по прикладной сверхпроводимости. Большое внимание на кон¬ ференции было уделено технологическим аспектам. Фирмой ат&т , Научно-исследовательской лабораторией nrl ВМС США, Электротехнической лабораторией в Ибараки (Япония) и другими исследовательскими центрами разрабатывается технология создания туннельных барьеров на нитриде ни¬ обия /151,152/. Фирмой ат&т получена критическая тем¬ - 173 -
пература для нитрида ниобия, равная I7.25K /153/. Элек¬ тротехнической лабораторией в Ибараки разрабатывается технология переходов Джозефсона, в которых нижний и верхний электроды выполнены из нитрида ниобия. В лабо¬ ратории созданы экспериментальные БИС с 2,5-мкм проект¬ ными нормами 8-разрядного сумматора и 4x4-разрядного па¬ раллельного умножителя. В базовом вентиле используется 4-контактная джозефсоновская логика (4JL ) с непосред¬ ственной связью. В БИС умножителя используется 625 вен¬ тилей. Время умножения I нс при мощности рассеяния 210 мкВт /154/. В Калифорнийском университете в Беркли исследуются проблемы миниатюризации схем джозефсоновской логики. Изучается возможность уменьшения размеров схем инжекци¬ онной (си )ж резистивной (rcjl ) логик с 5 мкм до 0,2 мкм. На кристалле размером 6,35x6,35 мм можно размес - тить до 13 тыс. cil -вентилей и 20 тыс. RCJL -венти¬ лей. Плотность критического тока в них возрастает до 10 тыс. А/см2 /155/. Фирмами IBM и Hitachi продолжаются исследования трехэлектродных сверхпроводящих устройств. Предполага¬ ется создание биполярных ( SBT , superconducting base transistor) И ПОЛОВЫХ ( JОРЕТ,Josephson field effect transistor ) транзисторов. Для создания переходов Джо¬ зефсона используются сплавы свинца /156,157/. Фирмой нес создан 4х4-разрядный параллельный ум¬ ножитель, в котором используется rcjl-вентили с 5-мкм проектными нормами. На кристалле размером 2,7 х 2,7 мм размещается 249 вентилей, содержащих 862 перехода Джо - зефсона. В переходах используются сплавы свинца. Плот - ность критического тока составляет 800 А/см2. Среднее время задержки 22 пс/вент. Мощность рассеяния I мВт /158,159/. 6. Перспективы создания биомолекулярных ЭВМ В США широким фронтом разворачиваются работы в об¬ - 174 -
ласти биомолекулярной электроники. Как ожидается, в бу¬ дущем ОНИ ДОЛЖНЫ Привести К ПОЯВЛенИЮ ВЫСОКО эффектчгннит биомолекулярных вычислительных систем. Информационные процессы будут основаны на свойстве белков реагировать на внешние сигналы (раздражения) и на возможности их биосинтеза. Эволюционная способность бимолекулярных ЭЖ позволит создать адаптивные системы обработки инфор¬ мации. Исследования современных методов организации си¬ стем обработки информации, проведенные в университете Wayne State University (Детройт, США) ПОД РУКОВОДСТВОМ М.Конрада, показали, что нельзя эффективно использовать традиционные архитектуры на биомолекулярном уровне.Ста¬ ло ясно, что системы обработки информации, основанные на новых принципах, должны создаваться с учетом взаимо¬ связанных свойств вычислительных систем: адаптируемости, эффективности и программируемости. Вычислительная систе¬ ма не может быть одновременно эффективной для обработки информации, способной к эволюционному развитию своей структуры,и эффективно программируемой. Адаптация современных вычислительных систем к по¬ стоянно меняющимся задачам осуществляется за счет свой¬ ства программируемости. С этой точки зрения ЭВМ с фон- неймановской архитектурой оптимальны только для програм¬ мирования. М. Конрад ом предложен 'принцип компромисса, суть которого состоит в том, что возможны методы обра - ботки информации альтернативные существующим.В них свой¬ ство программируемости может быть заменено адаптируе - мостыо за счет эволюции своей структуры. Эффективность биомолекулярных ЭВМ будет обеспечиваться адаптацией са¬ мой структуры биологической системы к внешним воздей¬ ствиям с помощью ее генетического аппарата. Исследования молекулярных и химических механизмов в рамках генной ин¬ женерии позволят использовать эволюционный фактор биоло¬ гических систем. В результате сущность методов обработ¬ ки информации, используемых в современных ЭВМ, сводится к множеству задач для одной вычислительной системы,а для - 175 -
биомолекулярных ЭВМ - к множеству самовоспроизводящих- ся биологических систем для множества внешних воздей¬ ствий. Исследователями подчеркивается, что системы об¬ работки информации, построенные на принципах эволюцион¬ ной адаптируемости, могут быть использованы для распо - знавания образов и формирования обобщенных реакций на группы однородных воздействий. Ожидается, что в инфор¬ мационных процессах будут реализованы семантические функции и оригинальные методы структурного анализа. Та¬ кие принципы позволят приблизиться к проблеме моделиро¬ вания человеческого интеллекта, что, по заключению М.Конрада, невозможно для современных ЭВМ /160/.
VII Т. В. Мухина ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПАМЯТИ И ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ЭЕМ Развитие элементной базы полупроводниковой памяти высокопроизводительных ЭВМ в 1985 г. ознаменовалось на¬ чале» промышленного выпуска МОП-схем динамических запо¬ минающих устройств с произвольной выборкой (ДЗУПВ) ем¬ костью I Мбит и МОП-схем статических запоминающих уст¬ ройств с произвольной выборкой (СЗУПВ) емкостью 256 Кбит для построения оперативной памяти ЭВМ. Для реали¬ зации сверхбыстродействующих систем памяти разрабатыва¬ лись ECL-схемы СЗУПВ с повышенным быстродействием и большей информационной емкостью и схемы СЗУПВ на основе арсенида галлия. В 1985 г. активизировались работы в об¬ ласти энергонезависимых схем полупостоянных запоминаю¬ щих устройств с электрическим стиранием информации (ЭСППЗУ). Разработаны схемы ЭСППЗУ емкостью до 256 Кбит. В области внешних запоминающих устройств (ВЗУ) в 1985 г. на первый план вышли работы в области накопите¬ лей на оптических дисках. Налажено промышленное произ - водство накопителей на оптических дисках с однократной записью и постоянных оптических ЗУ. Расширяется сфера применения оптических ЗУ. Главной задачей разработчиков оптических дисков считается создание дисков, допускаю - щих возможность перезаписи информации. - 177 -
1. Схемы для сверхбыстродействующей памяти Основной элементной базой систем сверхбыстродейст¬ вующей памяти современных высокопроизводительных ЭВМ являются кремниевые биполярные схемы СЗУПВ емкостью от I до 16 Кбит с временем выборки 8-15 нс (табл.I)/1-15/. В 1985 г. продолжались работы по увеличению быстродей¬ ствия и емкости этих схем. Фирма Hitachi выпустила ЕСЬ-схему HMI0422-7 с типовым временем выборки 4 нс и максимальным 7 нс. Емкость схемы I Кбит /I/. ЕСЬ-схема емкостью 16 Кбит фирмы Fujitsu имеет максимальное время выборки 15 нс и мощность рассеяния 1,08 Вт /2/. Фирмой IBM разработаны биполярные схемы СЗУПВ емкостью 32 Кбита с временем выборки 3 нс и емкостью 64 Кбита с временем выборки 13 нс /3/. Биполярная схема СЗУПВ ем¬ костью 64 Кбита разработана также фирмой Fairchild .Вре¬ мя выборки схемы меньше 15 нс /4/. Перспективным направлением развития элементной ба¬ зы систем сверхбыстродействующей памяти считается соз¬ дание ИС ЗУ на основе арсенида галлия. Благодаря струк¬ туре энергетических зон кристаллов арсенида галлия эф¬ фективная масса электронов в арсениде галлия составляет лишь 7% от эффективной массы электронов в кремнии. По - этому подвижность электронов в арсениде галлия при ком¬ натной температуре может превышать подвижность электро¬ нов в кремнии в 9 раз, а при сверхнизких температурах - и в 10 раз. GaAs -схемы могут работать при более низких напряжениях источника питания. Креме того, арсенид гал¬ лия обладает высоким сопротивлением и, в отличие от кремния, не требует создания изолирующих областей в ИС с высокой плотностью компоновки. Диапазон рабочих тем - ператур GaAs-ИС составляет от -200 до +200°С,а в насто¬ ящее время разрабатываются схемы, выдерживающие +400°С. Арсенид галлия также обладает более высокой радиацион - ной стойкостью. GaAs-ИС выдерживают в 10^ раз большую дозу рядийттии по сравнению с кремниевыми. Однако спе- - 178 -
Таблица I Схемы СЗУПВ для сверхбыстродействующей памяти ЭВМ Фираа Тип схемы Емкость, Кбит(op- ганиза- ция) Время вы¬ борки, нс Мощность рассея¬ ния,Вт Примечание Кремн левые схемы [ АМН AM 10470/4 4 (IKx4: 4KxI) 15; 40 0,93 ECL биполярная Fairchild 64 меньше 15 биполярная F10*2-2. I (256x4) 10 0,92 ECL Fujitsu MBM 10484-15 16 (4Kx4) 15 1,25 ECL MBM 100484-45 16 (4Kx4) 15 1,08 ECL Hitachi HM 10422 I (256x4) 4 (max 7) ECL HM 10480 / 16 (I6KxI 15,20,25 0,8 ECL IBM 32 3 биполярная 64 13 ECL NEC juPB 100474 JXPB 100422 4 (IKx4) I (256x4) 6 (в плос¬ ком кор¬ пусе 7 I ECL ECL GaAs -схемы Gigabit Logic 120014 (256x4) I 1,8 конвейер¬ ная архитек¬ тура Fujitsu 4 (4KxI) 3 0,7 Hitachi 4 2,2-3 LEP I 3 0,06 NEC 4 2,4 I NTT 16 4,1 1,5 - 179 -
циалисты считают, что в течение 10 лет биполярные крем¬ ниевые схемы СЗУПВ сохранят свои позиции на мировом рын¬ ке, поскольку их стоимость пока значительно нике стои¬ мости баАв -ИС /6,7/. Работы в области баАв -схем СЗУПВ ведутся в Япо - нии, США., Англии, Франции /14-17/. В 1984-1985 гг. были разработаны баАв-схемы емкостью от I до 16 Кбит (см. табл.I). Фирмы Rockwell International и Honeywell ра¬ ботают над созданием баАв -схемы емкостью 64 Кбита с временем выборки 10-15 нс /7/. Специалисты фирмы Mitsubishi предложили для баАв- ИС новую структуру полевых транзисторов со слегка углу¬ бленным затвором. Такие транзисторы обладают более низ¬ ким сопротивлением области истока, меньшей емкостью зат¬ вора и меньшим разбросом пороговых напряжений. Схема СЗУПВ емкостью I Кбит на транзисторах с такой структу - рой имеет время выборки 3,8 нс и мощность рассеяния 38 мВт /18/. Для изготовления баДв-ИС применяется многи¬ ми фирмами технология самоеовмещения с ионной импланта¬ цией п+ слоя ( saint ), которая позволяет получать ма¬ лые внешние сопротивления, высокую межэлектродную про¬ водимость, однородность и стабильность характеристик транзисторов. Схема емкостью I Кбит, изготовленная по saint-технологии, имеет время выборки 1,5 нс и мощ¬ ность рассеяния 0,369 Вт /19/. В лаборатории LEP(Laboratories d’Electronique et de Physique Appliquee), ведущей во французском отделе - нии концерна Philips , разработана новая, по утверж - дению разработчиков самая простая из существующих, тех¬ нология изготовления баДэ-ИС. Предложенная технология обеспечивает при производстве ИС выход годных 100$.Схе¬ ма СЗУПВ емкостью I Кбит, изготовленная в лаборатории LEP , имеет самый низкий уровень рассеиваемой мощности 60 мВт и незначительно уступает схемам других фирм в быстродействии. Время выборки схемы 3 нс /1А/. Следует отметить, что разработаны МОП-схемы СЗУПВ по быстродействию близкие к биполярным схемам. Фирма - 180 -
Motorola анонсировала КМОП-схему СЗУПВ емкостью 64 Кби¬ та с временем выборки 13 нс. Фирмой Toshiba разрабо - тана n-МОП-схема СЗУПВ емкостью 64 Кбита с временем выборки 18 нс /3/ Интересна схема СЗУПВ емкостью 16 Кбит, представ - ленная на рассмотрение Европейской конференции по полу¬ проводниковым приборам в 1985 г. При изготовлении схе¬ мы использовалась как КМОП-, так и ЕС ь-технология. Время выборки схемы 12 нс, мощность рассеяния 0,35 Вт /20/. Несмотря на прекращение разработок ИС на основе переходов Джозефсона крупнейшими американскими фирмами, в том числе IBM , японские фирмы продолжают эти работы в рамках проекта по созданию ЭВМ 5-го поколения. Фир¬ мы NEC , Hitachi , Fujitsu расширяют свои исследова - ния. Фирмой ntt разработана схема ЗУ емкостью I Кбит с временем выборки 3,3 нс. В схеме использованы перехо¬ ды Джозефсона из сплавов свинца. Ведутся активные ра¬ боты по созданию переходов из тугоплавких металлов - ниобия и нитрида ниобия /21/. 2. Схемы для оперативной памяти Для построения оперативной памяти высокопроизводи¬ тельных ЭВМ в 1985 г. выпускались промышленные МОП-схе- мы ДЗУПВ емкостью до I Мбита и СЗУПВ емкостью до 256 Кбит. Динамические схемы ЗУПВ. Параметры ряда динамических схем ЗУПВ емкостью от 64 Кбит до I Мбита приведены в табл.2 /22-41/. Серийно выпускаемые схемы ДЗУПВ емкостью 64 Кбита имеют время выборки от 80 до 150 нс и мощность рассея¬ ния 25 мВт/300 мВт (хранение/обращение) /42,43/.В этих схемах предусмотрены для повышения скорости обмена дан¬ ными такие режимы работы, как: статическая дешифрация столбца ; слоговая выборка ( nibble mode); - 181 -
страничная выборка ( page mode ); быстрая страничная выборка (ripple mode). Схемы емкостью 64 Кбита выпускаются как с однораз¬ рядной, так и с многоразрядной организацией. Фирмой VISIC разработана КМОП-схема ЗУПВ, назван¬ ная разработчиками иерархическим ЗУПВ. Емкость схемы 64 Кбита, организация 64х1К, мощность рассеяния в активном режиме 500 мВт, в режиме хранения практически 0. Время выборки составляет 35 нс. В отличие от других схем КМОП-типа эта схема фактически не подвержена защелкива¬ нию. Схема не требует внешних цепей регенерации. Интен¬ сивность "мягких" отказов, вызванных воздействием об - частиц, в 2 раза ниже, чем у обычных схем ДЗУПВ. Наряду с режимами произвольной выборки (время выборки и цикла равны 35 нс) и статической дешифрации столбца (время вы¬ борки 25 нс) в схеме введен новый режим статической сло¬ говой выборки (static nibble access path - Snap) .В этом режиме считывание 4 битов ведется с темпом 10 нс/бит. Любое изменение в адресе столбца увеличивает время вы¬ борки первого бита на 15 нс. Фирна намерена начать мас¬ совый выпуск этих схем марки V64H1 с первоначальной ценой 107,69 долл. /44,45/. Промышленные схемы емкостью 256 Кбит характеризуют¬ ся временем выборки 200-120 нс и рассеиваемой мощностью 20 мВт/300 мВт (хранение/обращение) /42,43/. Для повы¬ шения выхода годных в некоторых схемах вводится резер - вирование, а для увеличения помехоустойчивости - схемы обнаружения и исправления ошибок. Во многих схемах ис¬ пользуются режимы скрытой регенерации и регенерации с опережающей подачей строба адреса столбца относительно строба адреса строки ( CAS-bef ore-RAS ). Практически все схемы имеют один источник питания 5 В и 256 циклов ре¬ генерации за 4 мс. В схемах ДЗУПВ емкостью 256 Кбит пре¬ дусмотрены те же режимы работы для ускорения обмена дан¬ ными, что и в схемах емкостью 64 Кбита. Выпускаются схе¬ мы с организацией 256Кх1, 128Кх2, 64Кх4, 32Кх8, изготов¬ ленные по п-МОП- и КМОП-технологиям. - 182 -
Разработкой и производством схем ДЗУПВ заняты мно¬ гие фирмы Англии, США, Франции, Японии и др. Ведущую роль играют японские фирмы. В 1985 г. этим фирмам при¬ надлежало 80% мирового рынка схем ДЗУПВ емкостью 256 Кбит /46/. В США сократилось число фирм, выпускающих ди¬ намические схемы памяти из-за резкого падения цен на эти схемы. Японские фирмы снизили цены на схемы ем¬ костью 64 Кбита ниже 1,2 долл., а на схемы емкостью 256 Кбит ниже 4 долл, за схему /47-49/. Анализ цен на схемы ДЗУПВ за предшествующие 14 лет изменений позволяет специалистам прогнозировать, что удельная стоимость этих схем в 1990 г. составит 10“^ долл./бит., а в 2000г. - 10”? долл./бит /50/. 1985 г. ознаменовался выпуске»! первых промышленных схем ДЗУПВ емкостью I Мбит. Фирма Toshiba начала вы¬ пуск схем тмм 411000с, тмм 411001с, тс 511000с и тс 511001 с (см.табл.2). Первые две схемы являются п-МОП- схемами, вторые две - КМОП-схемы. Все схемы имеют орга¬ низацию IMxI и время выборки 100 и 120 мс. В I кв.1986г. фирма планировала начать выпуск схем с организацией 256Кх4. В схемах предусматривается 512 циклов регенера¬ ции за 8 мс, работа с одним источником питания 5 В, а также режимы слоговой, страничной, быстрой страничной выборок (время выборки схемы тс 51Ю00С 70 и 85 нс) и статической дешифрации столбца /38-40/. Интенсивные работы по созданию схем ДЗУПВ емкостью I Мбит велись в 1985 г. многими японскими и американски¬ ми фирмами. О завершении разработок таких схем сообщили фирмы ат&т, Fujitsu, Hitachi, IBM, NEC и др. Параметры схем ДЗУПВ емкостью I Мбит, разработанных в 1985 г..при¬ ведены в табл.З /43,51-59/. Следует отметить, что во многих схемах ДЗУПВ емко¬ стью I Мбит применяется резервирование. Это позволяет значительно увеличить процент выхода годных при незна¬ чительном (1,5%) увеличении площади кристалла /60/. Важной проблемой создания динамических схем ЗУПВ - 183 -
Таблица 2 Схемы ДЗУПВ для оперативной памяти ЭВМ, выпускавшиеся в 1985 г. Фирма- изгото¬ витель Тип схемы Техно¬ логия Емкость, Кбит (органи¬ зация) Время выборки, нс Мощность , рассея¬ ния при хран./ обращ., мВт Примеча¬ ние I 2 3 4 5 6 7 ALTER М5М 4416 64 25/175; 150 (16Кх4) 120,150 AMD AM 9064 n -МОП / 64 X 100,120, 22/385 (64Кх1) 150 AM 90C64 КМОП Видео ЗУПВ; (64K1I) 2 матрицы ЗЭ AT&T M5 1064 n-МОП 64 150 66/386 2-портовое (64Кх1) ЗУ: I порт произвольной и I порт последователь¬ ной выборки 25/470 M4 1256 n-МОП 256 100,120 Слоговая вы¬ (256KXI) 150 борка; реге¬ нерация CAS-before-RAS Eairchild F 4164 п-МОП 64 100,120, (64Кх1) 150,200 Fujitsu MB 8I4I6 n-МОП 64 100,120 25/303; Страничная (16Кх4) 275 выборка MB 8264A и-МОП 64 100,120 22/275; Страничная (64Кх1) 248 выборка MB 8266A п-МОП 64 100,120 25/275; Слоговая (64KXI) 248 выборка MB 81464 п-МОП 256 100,120, 25/413; Страничная (64Кх4) 150 358 выборка MB 8I08A п-МОП 256 100,120 99/341; Слоговая (256KXI) 303 выборка; регенерация CAS-before-RAS Hitachi НМ 4864A п-МОП 64 (64Кх1) 120,150 18/250 Страничная рыоорка HM 50464/5 п-МОП 256 120,150, 20/350 НМ 50464 - (64Кх4) 200 страничная выборка НМ 50465 - слоговая HM50256/7 п -МОП 256 120,150, 20/350 выборка НМ 50256 - (256KXI) 200 страничная выборка (8 Моит/с) НМ - 50257 - слоговая - 184 -
Продолжение таблицы 2 I 2 3 4 5 6 7 НМ 51258 КМОП 256 ] (256KXI) [00,120, 150 10/250 Шс) ]эе генерация -AS-beiore-RAS Статическая дешифрация ад-* реса столбца (45—70 нс) * КМОП 256 (256Кх1) 50,60,75 Статическая дешифрация адреса столб¬ ца! 45:55; 70 нс) НМ 6787 КМОП п-МОП биполя^ нал 64 (64Кх1) 25 20/300 Inmos IMS26OOP п-МОП , 64 (64KxI) 80 22/413 Цена 12,45 долл./100/. Слоговая вы¬ борка (48 нс); регенерация CAS-before-RAS IMS 2800 КМОП 256 (256KXI) 60,80, 100,120, 150 10/350 Статическая дешифрация адреса столб¬ ца; слоговая выборка. Intel 51С64Н КМОП 64 (64Юс1) 80,100, 120 20/225 Быстрая стра¬ ничная вы¬ борка (64 нс) 51C64L КМОП 64 (64Кх1) 100,120 0,25/185 Быстрая стра¬ ничная выбор¬ ка (64 нс) 51C65L КМОП 64 (64Кх1) 100,120 0,25/185 Статическая дешифрация адреса столб¬ ца 51С256 КМОП 256 (256Ш) 120,150, 200 20/350 Быстрая стра¬ ничная выбор¬ ка (65 нс) 51С259 КМОП 256 (64Кх4) 150,200 20/325 Статическая дешифрация адреса столб¬ ца Micron Tech¬ nology МТ 4264 п-МОП 64 (64Кх1) 120,150, 200 15/75 МТ 1256 п-14011 256 (256KXI) 150,200 10/200 Встроенная схема исправ¬ ления ошибок МТ 4065 п-МОП 256 (64Кх4) 100,120, 150,200 /200 Встроенная схема обнару¬ жения и исправ¬ ления ошибок: страничная выборка; цена 6 долл. * Цифры в скобках означают в рем к выборки в указанном режиме. - 185 -
Продолжение таблицы 2 I 2 3 4 5 6 Mitsubishi М5К4164АИ п-МОП 64 (64KxI) 120,150 22/300 M5M4256 п-МОП 256 (256KxI) 120,150 25/330 M5M4257 п-МОП 256 (256KXI) 150,200 22/303 M5M4464 п-МОП 256 (64Kx4) 120,150 22/330 Mostek MK45H64 п-МОП 64 (64KxI) 80.100, 126 22/300 MK45H56 п-МОП 256 (256KxI) 85.100, 120 22/412 MK4658 п-МОП 256 (32Kx8) 150 27,5/27! Motorola MCM4164BP п-МОП 64 (64KxI) 150 22/302,5 MCM6256 п-МОП 256 (256KxI) 100,120, 150 22/350 MCM6257 п-МОП 256 (256KxI) 100,120, 150 22/350 NEC Electro¬ nics J1PD4164 n —МОП 64 (64KxI) 120 25/330 JiPD42^5 КМОП 64 (64KxI) 120 2/246 J1PD41257C n-МОП 256 (256KxI) 150 28/385 J1PD42832 КМОП 256 (32Kx8) 100 Oki Electric MSM3764A П-МОП 64 (64KxI) 120,150 MSM412%j? n -МОП 256 (256x1) 120,150, 200 28/415 MSM412571 n -МОП 256 (256KXI) 120,150, 200 7 Страничная выборка Слоговая выборка 4-портовая схема Цена 5,57 долл./25-249/ резервирова¬ ние Расширенная страничная выборка (50 нс). Цена 36,41 долл./100/ (время выбор¬ ки 100 нс) Быстрая сло¬ говая выбор- ка(20,50 нс) Страничная выборка Регенерация по I-му выв.; страничная выборка Слоговая выборка Псевдостати- ческое ЗУПВ Страничная выборка Страничная выборка Слоговая выборка - 186
Продолжение таблицы 2 I 2 3 4 5 6 7 Oki Semi¬ conductor MSM41256 256 (256KxI) 120 28/385 Страничная выборка; мультиплекс¬ ная адреса¬ ция строк и столбцов Siemens HIB41257- 12 п-МОП 256 (256KxI) Слоговая выборка (30 нс) Texas Inst¬ ruments TMS4164 п-МОП 64 (64KxI) 120,150, 200 17,5/185 TMS4416 п-МОП 64 (I6Kx4) 120,150, 200 17,5/200 TMS4256 n- МОП 256 (256KxI) 150,200 12,5/275 Страничная выборка TMS4464 n- МОП 256 (64Kx4) 120,150, 200 12,5/275 Toshiba TMM4164 n- МОП 256 (256KxI) 120,150, 200 28/330 Страничная выборка TMM41464 n— МОП 256 (64Kx4) 120 27,5/303 Мультиплекс¬ ная адреса¬ ция ТММ41Ю00С n— МОП 1024 (IMxI) 100,120 4 мА/ 70 мА Страничная выборка TMM41100K n- МОП 1024 (IMxI) 100,120 4 мА/ 70 мА Слоговая выборка ТС51Ю00С КМОП 1024 (IMxI) 100,120 5,5/330 Встроенный генератор смещения подложки; быстрая стра¬ ничная вы¬ борка (70 нс,85 нс) ТС51Ю01С КМОП 1024 (IMxI) 100,120 I мА/ 60 мА Статическая дешифрация столбцов 187 -
Таблица 3 Схемы ДЗУПВ емкостью I Мбит разработки 1985 г. Фирма- разработ* чик Техноло¬ гия (про¬ ектные нормы, мкм) Органи¬ зация Время выбор¬ ки,нс Мощность обращ./ хран, мА AT&T галоп (1,3) IMxI 80 32/0,1 . КМОП 30 Fujitsu п-МОП (1,4) IMxI 90 70/3 Hitachi КМОП с п-кар¬ маном IMxI 74 46/0,3 IBM п-МОП (1,5) IMxI 5I2Kx2 80 125/10 Intel Кмоп (I) 256Kx4 80 -/I Mitsu¬ bishi п -МОП (1,2) IMxI 90 70/3 Micron Techno¬ logy Mostek КМОП КМОП (1,2) IMxI 256Kx4 256KX4 80 120 NEG п-МОП (I) IMxI 85 69/2,8 Texas In¬ strument» КМОП (I) IMxI : 256Kx4 100,120, 150 80/3,5 Toshiba П-МОП (1,2) IMxI 70 54/3 (270иВт/ 15 мВт) КМОП (с п-кар- маном (1,2) IMxI 56 30/0,3 Ем¬ кость запоми¬ нающего конден¬ сатора, Примечание 30 Выпуск в 1986 г. 55 30 Статическая дешифрация столонов 37 Страничная выборка*, 2 ре¬ зервные разряд¬ ные шины на квадрант 40 Статическая дешифрация столбцов 45 Страничная и слоговая выбор— ки^резервных строк 8,столб¬ цов 4;регене¬ рация CAS-be- fore-RAS Статическая дешифрация столбцов 60 Страничная и слоговая вы¬ борки 50 Страничная вы¬ борка-, статиче¬ ская дешифра¬ ция столбцов 70 Быстрая странич¬ ная и слоговая выборки 40 Статическая де¬ шифрация столб¬ цов; страничная выборка 188 -
емкостью I Мбит и более является сохранение достаточно большой емкости запоминающего конденсатора при сокра¬ щении площади ячейки памяти, для того чтобы обеспечить устойчивость схем к воздействию/-частиц. В схемах ДЗУПВ, имевших планарные запоминающие конденсаторы, уменьшение площади хранения I бита ин¬ формации было связано с уменьшением толщины изолятора, применением материалов с более высокой диэлектрической постоянной и др. Однако анализ возможности дальнейшего сокращения площади ЗЭ показал, что существуют принци¬ пиальные физические ограничения повышения плотности хранимых зарядов для планарных конденсаторов. При уров¬ не интеграции, соответствующем схемам ДЗУПВ емкостью 1-4 Мбита, необходимо вводить промежуточные уровни на¬ пряжения питания для 33 или использовать трехмерные структуры 33 /61/. Трехмерные структуры в настоящее время представляют основное направление развития полу¬ проводниковых ЗУ с высоким уровнем интеграции. Такие структуры позволяют значительно увеличить плотность ком¬ поновки без большого увеличения литографического обору¬ дования и аппаратуры для травления. Существует три типа трехмерных структур 33, которые используются в совре¬ менных схемах ЗУПВ: с конденсаторе»», сформированным в канавке (trench type ); со стековой структурой ( stacked type); с объединенной изоляцией (isolation-merged type). В первом случае конденсатор располагается в углуб¬ лении (канавке). При этом поверхность, обкладок конден¬ сатора не уменьшается, а площадь, занимаемая им на кристалле, значительно сокращается. В схемах ДЗУПВ в основном используются 33 с вертикальным конденсатором. Разработаны схемы ДЗУПВ емкостью I Мбит с конденсатора¬ ми в канавках, имеющих глубину 6-8 мкм и ширину 0,8-1 мкм. Структуры 33 с вертикальным конденсатором имеют ряд недостатков, в числе которых неоднородность элек¬ - 189 -
трического поля в диэлектрике из-за. наличия острых yi'— лов и др. Однако уже разработаны различные методы пре¬ одоления этих недостатков. В стековых структурах ЗЭ схем ДЗУПВ конденсатор формируется на пересечении поликремниевой разрядной шины и поликремниевой обкладки конденсатора, на кото - рой хранится заряд. В стековых КМОП-ЗЭ схем СЗУПВ используются р- и п- канальные транзисторы с общим затвором, располагающиеся один поверх другого. Накопительный конденсатор в этом случае формируется на поверхности кристалла. Этот отно¬ сительно простой метод создания трехмерных структур по- роадает две проблемы; кристаллические затворы являются причиной утечек и деградации характеристик транзисторов; верхний транзистор в стековой структуре получается менее мощным. Первая проблема решается путем применения пассиви¬ рованных слоев, вторая (частично) - увеличением степени легирования в структуре верхнего транзистора. В ЗЭ с объединенной изоляцией одна и та же канавка используется и для формирования накопительного конденса¬ тора, и для изоляции каждого ЗЭ от других в матрице /62, 63/. В университете Ватерлоо (Канада) разработан КМОП-ЗЭ динамической памяти с высокой плотностью компоновки,ко¬ торый строится на сочетании МОП-транзистора, работающе¬ го в режиме обогащения, полевого транзистора с р-n-пе¬ реходом и биполярного р-п-р-транзистора. В отличие от однотранзисторных ЗЭ в предложенном элементе применяет¬ ся неразрушающее считывание. Запись информации в ЗЭ за¬ нимает 5 нс. Время хранения информации в ЗЭ 17 с /64/. Структуры ЗЭ с вертикальным конденсатором использо¬ вали в разработанных схемах ДЗУПВ емкостью I Мбит фирмы NEC , Hitachi , Texas Instruments , AMD и др. Фирма Toshiba на Международной конференции isscc- - 190 -
85 представила описание п -МОП-схемы ДЗУПВ емкостью I Мбит со скрытой окисной изоляцией ( BOX - buried oxide). Эта технология позволяет увеличить емкость накопитель - ного конденсатора за счет использования тех участков кристалла, которые при традиционной технологии locos (local oxidation of silicon) занимали "птичьи клювы". Накопительный конденсатор в ЗЭ схемы имеет гребенчатую (folded) структуру (разновидность вертикального кон¬ денсатора). Разработчики фирмы считают, что предложен - ный ими ЗЭ перспективен для изготовления схем емкостью 4 и 16 Мбит. Такой ЗЭ используется в первых промышлен¬ ных n-МОП-схемах емкостью I Мбит, выпускаемых фирмой /65/. Фирма ктт в своей схеме емкостью I Мбит примени¬ ла для повышения устойчивости к воздействию «6 -частиц наряду с вертикальным накопительным конденсатором встро¬ енные цепи обнаружения и исправления ошибок. Площадь ЗЭ в схеме составляет 20 мкм2. Схема изготовлена по КМОП-технологии с и -карманами. Емкость накопительного конденсатора составляет 30 фф,время выборки схемы 140 нс, мощность рассеяния 5 мВт/250 мВт (хранение/обраще - ние)/66/. Фирма Moetek сообщила на конфарянтлти ISSCC-85 о разработке КМОП-схемы ДЗУПВ с организацией 256Кх4 бита. В схеме используется матричная архитектура разделенной разрядной шины. Для уменьшения времени задержки в мат¬ рице, рассеиваемой мощности и повышения эффективности работы в схеме использованы 2 уровня металлизации и но¬ вая архитектура/66/. Специалисты фирмы Hitachi предложили новый много¬ уровневый метод хранения информации. В изготовленной ими схеме ДЗУПВ емкостью 4 Кбита в каждом ЗЭ на 16 информаци¬ онных уровнях хранится 4 бита. Расчеты показали,что схе¬ ма ДЗУПВ емкостью 4 Мбита при использовании предложенно¬ го метода может быть реализована по КМОП-технологии с карманами n-типа и проектными нормами 1,3 мкм.Площадь ЗЭ составит лишь 60 мкм2. Время выборки такой схемы оце¬ - 191 -
нивается в 50-100 мкс, а потребляемая мощность в 30 мВт /67/. Фирмы-разработчики схем ДЗУПВ емкостью I Мбит ис¬ пользовали разные технологии для изготовления схем. Представляет интерес усовершенствованная КМОП-техноло - гия, разработанная фирмой Intel (см. табл. 3).Предложенная технология не использует таких методов, как изоляция с помощью канавок и экзотических диэлектриков для накопи- тельных конденсаторов, введение низкоомных затворов,3-х слоев поликремния и 2-х слоев металлизации, самосовме- щапцихся контаков, и тем не менее обеспечивает проектные нормы I мкм. Площадь 33 в схеме равна 28,5 мкм^. Матри¬ ца запоминающих элементов состоит из р-канальных тран¬ зисторов, размещенных в изолирующем кармане п-типа.Это уменьшает эффекты, связанные с влиянием смещения под - ложки на пороговые напряжения, и снижает паразитные ем¬ кости стока и истока /68/. Фирма ntt разработала для изготовления схем ДЗУПВ с субмикронными размерами метод непосредственного электроннолучевого вычерчивания. Наименьшая ширина ли¬ ний, обеспечиваемая этим методом, составляет 0,5 - 0,018 мкм /69/. Специалисты фирмы Toshiba представили на конферен¬ ции isscc-85 доклад, посвященный одной из самых серь¬ езных проблем быстродействующих СБИС: подавлению горя - чих носителей в МОП-транзисторах. Авторами разработана модель цепи тока подложки, который непосредственно свя¬ зан с появлением горячих носителей и их количеством.Ис¬ следование схем ДЗУПВ с помощью этой модели показало, что эффективным средством уменьшения генерации горячих носителей является предзаряд цепей схемы на половину на¬ пряжения питания /66,70/. Едва закончив разработки схем ДЗУПВ емкостью I Мбит, крупнейшие фирмы, такие как Texas Instruments,Toshiba, NEC, Hitachi, NTT и др..сообщили о работах по созданию схем ДЗУПВ емкостью 4 Мбита и больше /71,72/. По сущест¬ вующим прогнозам, производство схем емкостью 4 Мбита - 192 -
начнется к 1990 г., а схем емкостью 16 Мбит еще через 5 лет. Однако развитие методов машинного конструирова¬ ния может ускорить появление схем емкостью 16 Мбит. В 2000 г. ожидается появление схем ДЗУПВ емкостью 64 Мби¬ та. Специалисты Токийского университета намерены соз¬ дать схему емкостью 100 Мбит к концу нашего столетия. Некоторые специалисты считают, что к 2000 г. вероятно появление схем емкостью 1000 Мбит /73,74/. Наибольшее внимание в докладах конференции isscc- 85 было уделено методам и технологическим процессам, предназначенным для изготовления схем ДЗУПВ емкостью 4 Мбита. На конференции представлены такие конструктив¬ ные варианты реализации схем емкостью 4 Мбита, как: вертикальные конденсаторы; ЗЭ со скрытыми обкладками накопительных конденса¬ торов ; многослойные структуры переключающих транзисторов; программируемые элементы с многоуровневой структу¬ рой. Фирма Texas instruments представила на конферен¬ цию описание однотранзисторной структуры с накопитель¬ ным конденсатором в вертикальной канавке. На базе этой структуры фирма намерена создать схемы емкостью 4 Мбита. Типовой цикл регенерации такого элемента при комнатной температуре превышает 2 с. Вертикальная транзисторная структура формируется вдоль всех 4-х стенок углубления, так что запоминающий конденсатор оказывается изолиро - ванным от подложки. Фирма nec предложила однотранзисторный элемент с одним конденсатором со скрытой обкладкой. 33 имеет высокую устойчивость к воздействию ас -частиц в отли¬ чие от обычных структур, в которых заряд хранится на обкладке со стороны подложки /75/. Фирма Toshiba сообщила об использовании для реа¬ лизации схемы ДЗУПВ емкостью 4 Мбита структуры 33 с конденсатором в канавке глубиной 3 мкм и шириной I мкм. В процессе формирования конденсатора проводится сглажи- - 193 -
ванне всех острых углов канавки. Эта структура уже оп¬ робована специалистами фирмы на экспериментальных схе¬ мах ДЗУИВ емкостью 256 Кбит /75,76/. Наряду с разработкой новых структур ЗЭ разрабаты - ваются технологические процессы, позволяющие создавать более совершенную изоляцию запоминающих элементов,умень¬ шить сопротивление межсоединений в схеме,наносить бо¬ лее точно конфигурации слоев при применении фотолито¬ графии. Разрабатываются также методы борьбы с возникно¬ вением горячих носителей, пробоем области сток-исток и др. /77/. Фирмой Mitsubishi Electric создана новая установ¬ ка плазменного травления с электронно-циклотронным ре¬ зонансом. Установка, по заявлению фирмы, позволяет вы¬ держивать проектные нормы в I мкм и получать четкие ли¬ нии шириной 0,3-0,2 мкм /78/. Фирмой ЯЕС разработан метод изоляции транзисторов канавками, позволяющий рас¬ полагать транзисторы на расстояниях в 2 раза меньших, чем обычно /79/. Крупную программу по разработке схем динамических ЗУПВ емкостью I и 4 Мбита выполняет фирма Siemens . По ее оценкам, наиболее перспективным способом реализации таких схем являются трехмерные структуры, которые мож¬ но изготовить с помощью нового технологического процес¬ са рекристаллизации поликристаллического кремния. Дина¬ мические МОП-схемы емкостью 4 Мбита фирма Siemens пла¬ нирует выпустить на рынок к 1989 г. /80/. В связи с развитием многопроцессорных вычислитель¬ ных систем все большее внимание разработчиков привлека¬ ют многопортовые схемы памяти. Применение таких схем помогает избежать конфликтов при обращении процессоров к ресурсам системы /81/. Фирма Fujitsu выпускает схему ДЗУПВ мв 81461 .Схе¬ ма имеет два порта данных и включает в себя ЗУПВ с орга¬ низацией 64Кх4 бита и ЗУ с последовательной выборкой, реализованное на 4-х 256-разрядных сдвиговых регистрах. Каждое ЗУ имеет собственные вход и выход. Данные - 194 -
Таблица 4 Схемы СЗУПВ для оперативной памяти Фирма- изготови¬ тель Тил схемы Техно¬ логия Емкость, Кбит (органи¬ зация) Время выборки нс Мощность рассея¬ ния обращ./ хран. Примечание —I 2 3 4 5 6 7 AMD Am 2167 п-МОП 16 (I6KXI) 35,70 880/83 Am 9151 п-МОП 4 (1Кх4) 40 Встроенный „ теневой регистр Am 99C88 КМОП 64 70 330/ 50 мкА Am 99Z88 КМОП 64 70 220/ Cypress Semicon¬ ductor CY 7C167 КМОП 16 (I6KXI) 25 495/- CY 7C168 КМОП 16 (4Кх4) 25,45 495/- Fairchild F16OO КМОП 64 (64Кх1) 45,55, 70 макс. 70мА/ 20 мА тип. 40 мА/ 5 мА Рабочий диа¬ пазон от -55 „ до +125°С Fujitsu MB 8168 П-МОП 16 (4Кх4) 55,70 MB 8167A П-МОП 16 (I6KXI) 55,70 MB 81C67 КМОП 16 . (16Кх1) 45,55 330/- MB 81C68- КМОП 16 (4Кх4) 35,45 385/- MB 81C71 КМОП 64 (64KXI) 45 MB 8464 КМОП ^СО “’й со 120,150 MB 81C79 КМОП 72 (8Кх9) 45,55 660/- Контроль по четности: матрица ЗУ - п-МОП; периферийные цепи - КМОП - 195 -
таблицы 4 1 2 3 4 5 6 7 Gould AMI S6516 КМОП 16 (212x8) 120,200 10 мА/ 0,05 мА Информация сохраняется при U^ZB Hitachi HM 6767 КМОП, бипол. 64 (64КХ1) 25 HM 6287L КМОП 64 (64KXI) 55,70 300/0,01 HM 62256 КМОП 256 (32Кх8) 85,100, 120 300/7 HM 66202 КМОП 256 (32Кх8) 120,150, 200 HM 652556/ КМОП 256 (32Кх8) 120,150, 200 Inmos IMS 14003 п-МОП 16 (I6KXI) 55,70 560/165 Рабочий диапа¬ зон от -55 Л до +125°С IMS 1423 КМОП 16 (4КХ4) 25,35,45 500/83 IMS 1600 КМОП 64 (64Кх1) 35,45,55 400/36 Резервирование (2 строки, 4 столбца) IMS 1620 КМОП 64 (16Кх4) 45,55,7С Integra¬ ted Devi¬ ce Techno logy IDT 7132 КМОП 16 (2Кх8) 90,100 325/1 2 порта с раз¬ дельной адре¬ сацией» Схема 71.32ГДЛЯ ава¬ рийного батар. питания 2В, потр.мощность 0,2 мВт. IDT 71681/2 юлоп 16 (4Кх4) 25 225/0,01 Раздельные входы и выходы данных IDT 7187 КМОП 64 (64Кх1) 35 IDT 7188 КМОП 55,70 225/- Схема 7I88L - для аварийного батарейного пи¬ тания 2В, по¬ требляемая мощ¬ ность при хра¬ нении 7.5 мкВт. Режим микромощ. хранения. Lattice Semicon¬ ductor SR 64K4 КМОП 64 (I6KX4) 35,45, 55 330/- В диапазоне от 0 до+ 70°С 35,45 нс; в диапазоне от -55 до +125°С i4§ М S6 ДС 1 - 196 -
Продолжение таблицы 4 1 1] Ъ a —J 5 6 7 Matsushita MN 4216 п-МОП 16 (2Кх8) 150,200 MN 4416 КМОП 16 (2Кх8) 150,220 MN 4565 КМОП 64 (8Кх8) 150,220 Matsubiehi M5M2167 n-МОП 16 (I6KXI) 45,55,70 M5M21C67 КМОП 16 (16Кх1) 35,45,55 M5M5165 КМОП 64 (8Кх8) 70,100, 120 Motorola MCM 6168 КМОП 16 Л4Кх4) 45,55,70 MCM 6164 М<с6 СО 70 60 мА/ 2 мА MCM 6187 64 (16Кх4) 70 60 глА/ 2 мА MCM 6188 64 (64Кх1) 70 60 мА/ 2 мА National Semicon¬ ductor NMC 6164/ L КМОП 64 (8Кх8) 100,120, 150 15/0, UI Схема 6164L для аварийн. батарейного ли¬ тания. 2В, потребляемая мощность -на 80/ ниже, чем у схемы 6164 при хранении NEC jiPD 446 КМОП 16 ;2Кх8) 150 40 мА/ 10 мкА jiPD 4361 клоп 64 (64Кх1) 40 jiPD 43256 КМОП 256 (32Кх8) 100,120, 150 Цена в боль¬ ших партиях от 40 до 75 долл. Oki Electric MSM 2128 п -МОП 16 (2Кх8) 150,200 MSM 5128 клоп 16 (2Кх8) 120,150 330/0,275 RCA CDM 6264-3 КМОП 64 (8Кх8) 150 -/2 мкА Цена 8,96 долл. /5000/ Toshiba ТС 55257Р КМОП 256 (32Кх8) 100,120 10/30 нВт ТС 5561Р КМОП 64 (64КхП 55,70 -/5,5 ТС 5562Р КМОП 64 (64KXI) 45,55 TC 5564 КМОП ^00 СО 150 27,5 мВт/ МГц/I нА Для работы с батарейным пи¬ танием
могут передаваться между регистрами и ЗУПВ в обоих на¬ правлениях. Время цитата выборки схемы 120 и 150 нс. Мощность рассеяния составляет 35 мВт/415 мВт (хранение/ обращение). Схема может работать в режиме страничной выборки, в режиме регенерации при опережающей подаче строба адреса столбца относительно строба адреса стро¬ ки, а также регенерации по стробу адреса строки /82,83/. 0 разработанных двухпортовых схемах ДЗУПВ с организаци¬ ей 64Кх4 бита сообщили фирмы Mostek и нвс /43,84/. Статические схемы ЗУПВ. В табл.4 приведены параметры ряда схем СЗУПВ, выпускав - шихся в 1985 г. Практически во всех схемах емкостью от 16 до 256 Кбит используется один источник питания 5 В, КМОП-технология, режим микромощного хранения. Многие схемы сохраняют информацию при снижении питающего на¬ пряжения до 2 В. Типовое время выборки для схем ем¬ костью 64 Кбита составляет 50-100 нс /22,85-112/. В 1984-1985 гг. разрабатывались МОП-схемы и со зна¬ чительно большим быстродействием. В табл.5 приведены схемы емкостью 64 Кбита, представленные на рассмотрение Международных конференций по интегральны! схемам 1984 и 1985 гг. В этих схемах применены различные методы по¬ вышения быстродействия, в том числе введение двух уров¬ ней металлизации алюминием, введение затвора из силици¬ да молибдена и др. Фирмы Hitachi и Toshiba использо¬ вали совмещенную биполярную и КМОП-технологию. Введение би/КМОП-компонентов в ИС позволяет получить, казалось бы, взаимоисключающие свойства: высокое быстродействие, большую нагрузочную способность, высокую плотность ком¬ поновки и неболыцую рассеиваемую мощность /51,113/. Фирма Mitsubishi разработала схему СЗУПВ емкостью 64 Кбита (8Кх8) с временем выборки 34 нс и мощностью рассеяния 10 мкВт/90 мВт(хранение/обращение). При изго¬ товлении схемы использовались КМОП-технология с двойни - ми карманами для периферийных цепей и п -МОП-технология для матрицы запоминающих элементов. В матрицу введены 4 - 198 -
Таблица 5 Схемы СЗУПВ емкостью 64 Оита разработки 1984-1985 г. Фирма- разработ¬ чик Органи¬ зация Технология Время выборки, нс Потребляе¬ мый ток хран./ обращ., мА Примеча¬ ние Hitachi 64KxI Ьипол.+КМОП с двойн. карманом р-типа 20 и ,2/14 30 на 4 тран¬ зисторах NEC 64KxI 1Ш0П с кар¬ маном п-ти- на 25 3/70 33 на 4 тран¬ зисторах Toshiba 8Kx8 Ьипол.+КМОП с карманом п -типа 28 20НА/45 Матрица на КМОП-33 на 6 транзисто¬ рах 64KxI КМОП с не¬ глубоким карманом 17 0,002/60 33 на 4 тран¬ зисторах Таблица 6 Схемы СЗУПВ емкостью 256 Кбит разработки 1985 г. Фирма- разра¬ ботчик Органи¬ зация Техноло¬ гия Время выборки, нс Потребляе¬ мый ток хран./ обращ.,мА Примечание Hitachi 32Кх8 КМСП с кар¬ маном р-типа 45 -/6 33 на 4 тран¬ зисторах NEC 32Кх8 КГЛОП с карма¬ ном р-типа 55 0,002/35 33 на 4 тран¬ зисторах Mitsubishi 32Кх8 КМОП 45 0,006/1,2 33 на 4 тран¬ зисторах 199 -
резервных столбца и одна резервная строка. Схема может работать с батарейным питанием благодаря низкому уров¬ ню рассеиваемой мощности /114/. Фирма Texas Instruments провела сравнение харак¬ теристик трех КМОП-схем СЗУПВ с организацией 8Кх8 бит, имеющих стековую структуру, но изготовленных различны¬ ми методами. Схема СЗУПВ, изготовленная по методу са- мосовмещения с водородной пассивацией, имела меньшие размеры 33 и большую интенсивность "мягких" отказов из- за меньшей емкости затвора. Схема, изготовленная без самосовмещения с водородной пассивацией, имела самую низкую интенсивность отказов. Схема, изготовленная по методу самосовмещения с применением лазерного отжига для второго слоя поликремния, имела самый высокий уро¬ вень рассеиваемой мощности. Время выборки схем, в ко¬ торых применялась водородная пассивация, составляло около НО нс, тогда как для схемы с лазерным отжигом около 140 нс /115/. Схемы СЗУПВ емкостью 256 Кбит, разработанные в 1985 г. японскими фирмами и представленные на конферен¬ ции ISSCC-85, приведены в табл.6 /43,51/. Для из¬ готовления всех схем была применена КМОП-технология в сочетании с n-МОП-ЗЗ на 4-х транзисторах с поликрем- ниевой нагрузкой. Для повышения быстродействия и сни¬ жения потребляемой мощности практически во всех схемах введены средства автоматического снижения потребляемой мощности в режиме хранения или импульсные схемы выбор¬ ки числовых шин, а также спаренные числовые шины /51/. В 1985 г. проводились работы по созданию схем СЗУПВ емкостью I Мбит и выше. Фирма Matsushita разра¬ ботала для схем СЗУПВ емкостью 4 и 16 Мбит структуры 33 с наименьшими размерами 0,5 и 0,25 мкм соответственно. В 33 использованы 2 слоя поликремния. Нагрузочные ре¬ зисторы из поликристаллического кремния изготавливаются методами ионной имплантации /116/. - 200 -
Энергонезависимая полупроводниковая память с электрической перезаписью информации В 1985 г. для энергонезависимых систем памяти с электрической перезаписью информации выпускались схемы полупостоянных. ЗУ с электрической перезаписью информа¬ ции (ЭСППЗУ), комбинированные схемы и схемы СЗУПВ с аварийным батарейным питанием. Схемы ЭСППЗУ емкостью до 64 Кбит вы¬ пускались по крайней мере 14 фирмами, включая фирмы AMD , Exel , Hitachi , Hughes , Intel , NCR , NBC , Seeq и Xicor. Время выборки этих схем находится в диапазо¬ не 55-450 нс. Наиболее же типичным является время вы¬ борки 200-300 нс. В большинстве схем ЭСППЗУ емкостью 64 Кбита используется один источник питания 5 В, имеют¬ ся встроенные регистры адреса и данных, тактирующие схемы, средства защиты, от ложной записи при бросках на¬ пряжения. Типичными для схем ЭСППЗУ являются срок хра - нения информации 10 лет, допустимое количество циклов перезаписи байта 10 тыс., время записи 10 мс. Во мно¬ гих схемах емкостью 64 Кбита введены цикл автоматичес¬ кого стирания перед записью, режим страничной записи, оповещение о завершении цикла записи /43,117-119/. В табл.7 приведены характеристики 10 схем ЭСППЗУ, выпус¬ кавшихся в 1985 г. /117-128/. Разработку схем ЭСППЗУ ем¬ костью 256 Кбит завершили фирмы Exel , Toshiba , iaeq и Xicor. Схемы имеют организацию 32Кх8 бит. Фирма Bxel использовала для изготовления своей схемы КМОП-техноло- гию с карманами n-типа и двумя слоями поликремния.Вре¬ мя выборки схемы составляет 125 нс, мощность рассеяния 100 мВт при частоте обращений 5 МГц и 0,5 мВт в режиме хранения /43,120/. Фирмой Toshiba разработана n-МОП-схема ЭСППЗУ с однотранзисторным ЗЭ. В отличие от существующих схем ЭСППЗУ, в которых и при записи, и при стирании информа¬ ции используется туннелирование, в этой схеме при запи-. - 201 -
Таблица 7 Схемы ЭСППЗУ AMD Exel Hitach: liatio- nal Se¬ micon¬ ductor NCR Seeq Xicor Тип схемы 2864 9864 48С64 58064Р 98С68 528(ЙГ М2864 55I7A 28064 2864(1 Организация 8Кх8 8Кх8 8Кх8 8Кх8 8Кх8 8Кх8 8Кх8 2Кх8 8Кх8 8Кх8 Технология п-МОП п-МОП КМОП п-МОП КМОП п-МОП п-МОП КМОП п-МОП Время записи, включая время 10 10 10 10 6 10 10 стирания,мс Время выборки 200 200 150 250, 250 350, 250 200, 300 при считывании 300, 450 250 нс 450 300 Внутренняя синхронизация + + + - + + + + Встроенные регистры адре¬ са и данных + + + + + + + + + + Автоматичес¬ кое стирание перед записью - + + + - + + + Страничная + - + + + + запись Защита от ко¬ + + + + + + + лебаний на¬ пряжения пи¬ тания Допустимое количество I04 Ю4 I04 I04 I06 циклов пере¬ записи Ток потребле¬ ния обращ./ 75/25 20/1 60/25 10/0,1 66/33 120/50 140/60 хран. ,мА си используются горячие электроны, а при стирании - тун¬ нельный эффект. Размеры схемы и ее стоимость значитель¬ но нике, чем у обычных схем ЭСППЗУ /51,121/. Фирма Ezel на конференции ISSCC-85 представи¬ ла описание однотранзисторной структуры ЗЭ с плавающим затвором для схем ЭСППЗУ. По мнению разработчиков, эта структура позволит поднять информационную емкость схем ЭСППЗУ выше уровня- 512 Кбит /75/. По мнению специалис¬ тов, производство схем ЭСППЗУ емкостью I Мбит начнется через 3-4 года /122/. - 202 -
Комбинированные схемы выпус¬ каются фирмами Intel .Mostek, NCR, SGS-ATES , Fujitsu , licor и др. Фирма Mostek , например, выпускает схему мк 4701 ем¬ костью I Кбит; время выборки схемы 150 и 200 нс, а мощ¬ ность рассеяния составляет 275 мВт/500 мВт (хранение/ обращение). Цена схемы в пластмассовом корпусе в соот - ветствии с быстродействием составляет 9,13 и 7,74 долл. /129/. В состав комбинированных схем входят матрицы за¬ поминающих элементов СЗУПВ и ЭСППЗУ. Информация, запи - санная в матрице СЗУПВ, при отключении питания перено - сится в матрицу ЭСППЗУ. При восстановлении питающего на¬ пряжения данные возвращаются в матрицу СЗУПВ. Емкость выпускаемых схем составляет от 256 бит до 4 Кбит /119, 130-132/. КМОП-СЗУПВ с аварийным ба¬ тарейным питанием сохраняют записан - ную информацию при отключении питания благодаря литие - вым батарейкам, закрепленным на корпусе с кристаллом СЗУПВ. Батарейное питание обеспечивает хранение инфор - мации в течение 10 лет. Фирма Mostek выпускает схему МК 48Z02 емкостью 16 Кбит (2Кх8). Схема DS 1225 фир¬ мы Dallas Semiconductor имеет емкость 64 Кбита (8Кх8) и время выборки 220 нс. Фирма LMS Electronics выпуска¬ ет модули СЗУПВ NVRD64, NVRD68 и NVR2 . ЕМКОСТЬ МОДУ¬ ЛЯ NVRD64 составляет 512 Кбит (64Кх8), время выбор¬ ки 135 нс. Модуль NVRD68 имеет емкость 64 Кбита (8Кх8) и время выборки 150 нс. Модуль NVR2 - 16 Кбит и время выборки 200 нс /119,131,134/. 4. Устройства внешней памяти ЭВМ.Оптические ЗУ Для создания внешней памяти современных высокопро¬ изводительных ЭВМ используются в основном накопители типа Винчестер на жестких магнитных дисках диаметром 356 мм и накопители на магнитных лентах. В настоящее время существуют три способа увеличе¬ - 203 -
ния емкости накопителей на магнитных дисках (.НМД): увеличение числа дисков и магнитных головок (зна¬ чительно увеличивает стоимость накопителя); увеличение поперечной плотности записи, которая в настоящее время не превышает 40 дорож./мм; увеличение продольной плотности записи (ее величи¬ на благодаря применению тонкопленочных носителей, эф¬ фективных методов кодирования и др. превышает в- насто¬ ящее время 630 бит/мм) /134/. Работы по увеличению емкости НМД проводятся многи¬ ми зарубежными фирмами. Однако, по мнению специалистов, эти работы ведутся на пределе технологических возможно¬ стей, чем и объясняется увеличение сроков разработок но¬ вых НМД /135,136/. В работах /137,138/ приведены данные по ряду НМД, выпускавшихся в 1985 г. В области внешних ЗУ значительное место заняли в 1984-1985 гг. работы по созданию оптических ЗУ. Основ¬ ной объем этих работ приходился на долю США и Японии. Интерес к оптическим ЗУ вызван тем,что накопители на оп¬ тических дисках (ПОД) характеризуются значительно боль¬ шей плотностью записи данных и, следовательно, при оди¬ наковых размерах дисков информационная емкость НОД на¬ много превышает емкость НМД. В НМД также при определен¬ ных условиях возможно соприкосновение головки считыва - ния-записи с поверхностью диска и вследствие этого час¬ тичное или полное разрушение информации. В НОД такая си¬ туация исключается, так как в контакте с поверхностью диска находится только луч лазера. Сам лазер расположен достаточно далеко от диска. Кроме того, в результате "износа" магнитных частиц из-за многократных перемагни¬ чиваний приблизительно через 2 года работы начинает уве¬ личиваться интенсивность отказов в НМД. Этого недостат¬ ка также лишены НОД /139-141/. С 1984 г. на рынок внешних запоминающих устройств поставляются устройства, постоянной памяти на оптичес - ких дисках (optical read-only memory)и оптические ЗУ с однократной записью (write-once read-many-timeв memory). - 204 -
В ЗУ преимущественно используются диски диаметром 133, 204 и 305 мм. Емкость НОД на дисках диаметром 305 мм составляет 1-1,3 Гбайта /142/. Применение специальных систем кодирования для обнаружения и исправления оши¬ бок позволяет получать интенсивность ошибок в оптичес¬ ких ЗУ _ ю-П ошиб./бит. Для НМД типовая интен¬ сивность отказов составляет Ю--^ ошиб./бит /140,143- 145/. В табл.8 приведены характеристики ряда НОД с од¬ нократной записью,разработанных ведущими в этой облас¬ ти фирмами /142,146-149/. Постоянные оптические ЗУ на легко тиражируемых оптических дисках только для считы¬ вания, видимо,станут основным средством хранения боль¬ ших баз данных, например, патентных библиотек. НОД с од¬ нократной записью, в которых для создания пузырька или ямки субмикронного размера используется модулированный лазерный луч, смогут использоваться в качестве архивной памяти /150/. Пока не совсем ясно, вытеснят ли оптиче¬ ские ЗУ запоминающие устройства на магнитных дисках или будут только дополнением к ним. Считается, что НОД зай¬ мут доминирующее положение и потеснят Н1*Щ на рынке внеш¬ них ЗУ после создания оптических дисков, допускающих многократную перезапись информации /139,141,151/. В ходе работ в области оптических дисков, допускаю¬ щих перезапись информации(так называемые стираемые дис¬ ки) , выделились три основных направления: магнитооптические диски ; диски на основе материалов с фазовым переходом (из аморфного состояния в кристаллическое и обратно); диски на основе материалов с локальным изменением цвета. При магнитооптической записи магнитное покрытие диска равномерно намагничивается перпендикулярно плос¬ кости подложки. Затем модулированный лазерный пучок фо¬ кусируется на поверхности диска в пятно диаметром 2 мкм. Этот пучок нагревает в пределах пятна магнитное покрытие диска до точки Кюри, а расположенная под дис- - 205 -
Накопители на оптических дисках с однократной записью SS о ФОН E-tXD S sF LO СМ см см о! о о I—I ООО О ID О ы t-ч со I I I I I I I I со со t-ч ы нч ы см о оо о t-ч ьч 8 8 8 со со со 8 со со со 8 со in 8 t-ч СО СО со 206
ком магнитная катушка изменяет направление намагничен¬ ности этого участка /150,152,153/. Разработкой магнито¬ оптических НОД занимаются многие фирмы, включая Sony, ЗМ , Optimem , Verbatim. Фирма Sony в октябре 1984 г. объявила об оконча¬ нии разработки магнитооптического НОД на диске диамет¬ ром 305 мм и о готовности к промышленному производству и началу поставок с 1-го кв. 1985 г. /152/. Фирма Optimem (совместно с фирмой Xerox ) анонси¬ ровала накопитель на магнитооптических дисках диамет¬ ром 133 мм.Емкость каждой стороны диска составляет 250 Мбайт. Поставки опытных образцов намечены на I-II кв. 1986 г. Начало их производства запланировано на III кв. 1986 г., а внедрение в вычислительные средства - на ко¬ нец 1987 г. /154/. На Национальной конференции по вычислительной тех¬ нике 1985 г. в Лас-Вегасе фирма Verbatim продемонстри¬ ровала накопитель на магнитооптическом диске диаметром 89 мм емкостью 44 Мбайта. В системе фирмы Verbatim ла¬ зерные диоды установлены под диском, а матрица детек - торов движется над диском при помощи специального при¬ вода. Хранящей средой является пленка из сплава тербия, железа и кобальта полупрозрачная для инфракрасного из¬ лучения лазерного диода. При считывании маломощный (3 мВт) поляризованный световой пучок фокусируется на магнитный домен. Вследствие эффекта Фарадея происходит поворот угла поляризации при прохождении пучка через пленку. Этот поворот воспринимается анализирующим филь¬ тром и передается на фотодетектор над верхней поверх¬ ностью диска. Совмещение с дорожкой и фокусировка пучка осуществляются сверхпрецизионным приводом, который пе¬ ремещает лазер и 4 фотоэлемента. Фотоэлементы регистри¬ руют два пучка, возникающие при расщеплении основного лазерного пучка в результате дифракции под влиянием островков или канавок, заранее сформированных на диске. Если фотоэлементы принимают неодинаковые пучки, то вы¬ рабатывается сигнал ошибки. Этот сигнал используется - 207 -
для коррекции положения лазерного пучка на дорожке и дополнительной фокусировки. По данным фирмы, плотность записи в ее НОД составит 6206 бит/см при плотности раз¬ мещения дорожек 249 дорож./мм. Стоимость показанного НОД менее 300 долл. Промышленное производство его фирма планирует начать в III кв. 1987 г. /150,155/. В 1987 г. фирма зм также намерена освоить массовое производство ЗУ на магнитооптических дисках диаметром 133 мд /156/. Фирма Matsushita Electric Industrial разраба¬ тывает стираемые диски, запись на которые происходит путем локального фазового перехода активного слоя из аморфного состояния в кристаллическое. В 1985 г.предпо¬ лагалось создать опытный образец диска диаметром 203мм с емкостью одной стороны 700 Мбайт. Диски с фазовым переходом дешевле, чем магнитооптические (10-20 долл), однако перезапись в них необходимо проводить либо за 2 оборота диска, либо введением второго лазера. Кроме того не ясно, насколько подвержены такие диски старе¬ нию. Экспериментально полученная долговечность состав¬ ляет 4 года. Разработчики намерены увеличить ее до 10 лет /141/. Фирма Hitachi разработала ЗУ на оптическом диске с фазовым переходом емкостью 550 Мбайт и временем выборки 100 мс. Допускаемое количество циклов перезапи¬ си в ЗУ более I млн. Фирма считает, что в будущем оно составит 100 млн. циклов /157/. Фирмы Pioneer Electric и Ricoh Systems разраба¬ тывают пластмассовые стираемые диски с записью информа¬ ции путем локального изменения окраски ( dyce-in-poli - mer media ). Пока удалось сделать только нестираемые диски. В 1986 г. фирмы ныпустят их в продажу. Цена дис¬ ка составит примерно 13 долл. /141/. Фирма Hitachi разработала оптические диски с ло¬ кальным изменением цвета на основе тонкопленочного ме - таллического сплава. Запись производится путем локаль - - 208 -
ного разогрева сплава до определенной температуры запи¬ си и последующего резкого охлаждения. При этом происхо¬ дит перестройка кристаллической структуры пленки и из¬ менение ее цвета в месте нагрева. При этом изменяется и коэффициент отражения лазерного пучка, которым ведет¬ ся считывание. К преимуществам таких дисков по сравне - нию с магнитооптическими относятся простота считывания, большее быстродействие и др. /158/. Новый тип оптических стираемых дисков создан на фирме Fujitsu. При записи информации лазерное излуче¬ ние с длиной волны 830 нм в течение 100-200 нс создает в поверхности диска углубления, которые вызывают изме¬ нение коэффициента отражения. При стирании поверхность под действием маломощного импульса лазерного излучения выравнивается в течение 0,8-2 мкс. Экспериментально ус¬ тановлено, что можно провести более I млн. циклов пере¬ записи. Емкость диска I Гбайт, диаметр 20 см/159/. В быстром возрастании спроса на оптические ЗУ уве¬ рены корпорации du Pont и Philips. Они объединили свои усилия в разработке, организации производства и продажи оптических дисков, включая и диски диаметром 356 мм. На конец 1987 г. запланирован выпуск 25 млн. оптических дисков для постоянных оптических ЗУ, ЗУ с однократной записью и ЗУ с перезаписью информации. В 1990 г. темпы выпуска возрастут до 200 млн.дисков в год /160/. В 1985 г. на долю накопителей на оптических дис - ках диаметром 305 мм приходилась значительная часть ринка оптических ЗУ. Анализ динамики рынка показывает, что на первый план выходят накопители на дисках 133 мм и меньше. В 1990 г. они составят 90% от 11,8 млн. НОД /149,161/. - 209 -
VIII В.С. Савченко КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ БАЗА ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ЭВМ При увеличении степени интеграции ИС и сокращении времени машинного цикла определяющим фактором, сдержи¬ вающим рост быстродействия ЭВМ, становятся межсоедине¬ ния . Доля времени машинного цикла, приходящаяся на за¬ держки в них, постоянно возрастает и в настоящее время уже превышает 50%. Конструкторские решения не должны снижать достигнутый ценой больших усилий уровень быст¬ родействия применяемых схем. Борьба за сохранение бы¬ стродействия приводит к изменению облика машин: обес¬ печение достаточно коротких эквидистантных соединений на каждом из конструктивных уровней определяет и ком¬ пактное расположение стоек и шкафов. В свою очередь, стремление к компактности затрудняет решение проблемы охлаждения. В связи с проблемой отвода тепла, увеличе¬ нием размеров кристаллов, ростом числа выводов БИС и влиянг м межсоединений особую важность приобретают воп¬ росы в. ора материалов и конструкций кристаллоносителей (КН), технологии изготовления печатных плат (ПП), кон¬ струкции разъемных соединителей, компоновки конструк¬ тивных единиц, совершенствования систем и методов ох¬ лаждения. Рассмотрению этих вопросов уделялось большое внимание в докладах и статьях, опубликованных в зару¬ бежных периодических изданиях в 1985 г. /1-6/. Корпусирование . Проблемы корпусиро- вания кристаллов БИС, связанные с повыпением плотности - 210 -
вводов-выводов.емкое тью проводника,индуктивное тью,с опро- тивлением,мощностью рассеяния и совместимостью материа¬ лов,рассматриваются совместно с достижениями в области проектирования ИС и производства пластин. Большое вли¬ яние на технологию и методику корпусирования оказывают работы, проводимые в рамках ССИС-программы МО США /5-8/. Для корпусирования БИС и CHIC, имеющих до 400 контакт¬ ных площадок ввода-вывода и применяемых в современных супер-ЭВМ, используются керамические и пластмассовые КН и корпуса с матрицей штыревых выводов /3,9-11/. Ра¬ боты фирмы ЗМ по созданию таких корпусов удостоены в 1985 Г. премии журнала Electronic Packaging and Pro¬ duction и Международного общества по компоновке элек¬ тронных компонентов (IEPS), В 1985 г. фирма ЗМ вошла в СОСТав МСС - Microelectronic and Computer Technology Corp./12/. Разработаны керамические и пластмассовые КН с вы¬ водами и без них, имеющие до 180 контактов, расположен¬ ных с шагом от 1,27 до 0,32 мм. Несмотря на недостатки, связанные с трудностями монтажа на ПП, керамические КН находят широкое применение в устройствах ЭВМ благодаря высокой прочности, хорошей теплопроводности и надежно¬ сти /10,13/. Многослойные керамические КН используются для монтажа быстродействующих кремниевых и арсенид-гал- лиевых ИС. Фирмой GigaBit Logic (США) показано, что лучшими для монтажа сверхбыстродействующих ИС на GaAs являются КН с кремниевым основанием. Кремниевый КН по¬ зволяет снизить время задержки сигнала, наводки, шумы. Хотя о кремниевых корпусах известно давно, это первое их практическое использование /14-17/. Пластмассовые КН с выводами, удовлетворяющие тре¬ бованиям стандарта jedec, применяются крупнейшими фир¬ мами США и Японии для сборки динамических ЗУПВ емкостью от I до 256 Кбит. Конструкция их постоянно совершенству¬ ется. Фирмой National Semiconductor (США) разработаны пластмассовые КН типа Таре Раск новой конструкции, име¬ ющие от 20 до 220 выводов, что вдвое больше, чем у су- - 211 -
шествующих пластмассовых КН. Выводы на новом КН распо¬ лагаются с шагом В,.05 мм. Для защиты выводов и удобст¬ ва проверки новых КН на стандартном оборудовании эти КН снабжены предохранительным пластмассовым кольцом,на выходе из которого шаг вывода увеличивается до 1,27 мм. Выпускаются корпуса размером от 7,62 до 22,86 мм /18, 19/. Для монтажа кристаллов емкостью I Мбит фирмы Texas Instruments, IBM, Motorola И ряд ЯПОНСКИХ фирм предпо¬ лагают использовать миниатюрные корпуса с J-образными выводами (soJ), удобными для монтажа на поверхность ПП /3,18,20/. Для монтажа быстродействующих ИС фирма Augat Mic¬ rotec (CliiA) предлагает полиимидные КН, имеющие 132 или 168 выводов, размещенных по периметру с шагом 0,635 мм, стоимостью 34 и 42 долл, каждый соответственно. Полии- мидные КН пригодны и для монтажа на поверхность Ш, и для сборки на ленте /21,22/. С увеличением числа выводов ИС и уменьшением га¬ баритов аппаратуры растет спрос на керамические корпу¬ са с матричным расположением штыревых выводов. Эти кор¬ пуса имеют самую высокую плотность размещения выводов. В корпусах, имеющих до 240 выводов, последние распола¬ гаются в сетке с шагом 2,54 мм. Для корпусов с большим числом выводов будет использоваться сетка с шагом 1,2? мм. Их основным недостатком является высокая сто¬ имость. В последнее время стали разрабатываться пласт¬ массовые корпуса с матрицей выводов и корпуса, изготав¬ ливаемые по технологии многослойных ПП (МПП) /7,18,23/. Еще большую плотность упаковки можно получить при монтаже нескольких кристаллов в одном корпусе. Такие многокристальные модули используются в ЭВМ IBM-3O81, Hitachi S-810, nec sx. Основанием этих модулей, как пра¬ вило, служат многослойные керамические коммутационные платы. Основные параметры лучших керамических коммутацион¬ ных плат, характеризующие уровень достижений середины - 212 -
0О-х годов: ^симальное число коммутационных слоев - 33 ^симальные габариты платы, мм - 127x152 ллнимальная ширина линии проводника, мкм - 100 минимальный зазор между проводниками,мкм - 100 минимальный диаметр межслойного переходного отверстия,мкм - 100 минимальное расстояние между центрами пере¬ ходных отверстий, мм - 0,17 толщина изолирующих слоев, мм для лент - 0,11-0,75 для паст - 0,025-0,12 Одним из важнейших достоинств таких плат является бли¬ зость значений КТР керамики и кремния при хорошей тех¬ нологичности керамики, хотя она обладает высокой диэлек¬ трической проницаемостью. Отработка технологии изготовления 133-кристального 33-слойного теплоотводящего модуля размером 90x90x5,5мм (ТОМ) для ЭВМ IBM-3081, обеспечивающего и по сей день практически предельную плотность компоновки,стоила фир¬ ме свыше I млрд. долл. На модуле 1800 штыревых выводов, 1200 из которых - сигнальные, размещены в сетке с шагом 2,5 мм /1-3, 24/. В ЭВМ Hitachi S-810 элементы монтируются на 8-слоЙ- ные керамические платы со 108 плоскими выводами, отсто¬ ящими друг от друга так же,как у логических БИС на рас¬ стояние 0,762 мм. Плотность компоновки элементов на ке¬ рамических платах векторного регистра этой машины в 2, а ОЗУ в 4 раза выше, чем на обычных ПП /25/. В супер-ЭВМ NIC sx кристаллы БИС в керамических КН со 176 выводами с помощью ленточного носителя собирают¬ ся в многокристальный модуль размером 100x100 мм, име¬ ющий 2177 выводов. Этот модуль представляет собой кера¬ мическую подложку толщиной 2,75 мм с 5-слойной вольфра¬ мовой металлизацией. Тонкопленочные слои проводников изолируются друг от друга полиимидом. Использование по¬ лиимида для изоляции позволяет на 40% снизить время - 213 -
распространения сигнала по сравнению с обычными много¬ слойными керамическими коммутационными платами. Ширина проводников 25 мкм. Это позволило почти в 3 раза повы¬ сить плотность размещения проводников в многослойном модуле по сравнению с ЭВМ nec s-iooo /26/. Автоматическая сборка кристаллов на ленточный но¬ ситель и монтаж на печатные платы. Применение ленточных носителей для монтажа ШС и СЕИС позволяет автоматизировать процесс их сборки, снизить стоимость изготовления приборов и повысить их функциональную плотность. Наибольшее распространение получили полиимидные ленточные носители, обладающие высокой теплостой¬ костью. Эффективность использования ТАВ-метода возрастает с увеличением количества контактов ввода-вы¬ вода БИС. Стандартные ленты-носители используются для монтажа кристаллов, имеющих до 350 выводов. Использо¬ вание многослойных носителей позволит в будущем рабо¬ тать с кристаллами, имеющими до 500 выводов, создание которых предусматривается ССИС-программой. Работы по совершенствованию ТАВ-метода, определению его потенци¬ альных возможностей и потребителей интенсивно ведут фирмы ЗМ, Мена Technology, Siemens, Matsushita И др. Фирмы IBM ,nec применяют ТАВ-метод при монтаже быстро¬ действующих ИС для самых крупных ЭВМ /8,27-33/. Кристаллы, смонтированные на ленточном носителе, могут помещаться непосредственно на поверхность ПП.Это позволит обеспечить более высокую плотность размещения компонентов, чем в случае обычных корпусов, предназна¬ ченных для монтажа на поверхность Ш, и значительно снизить стоимость сборки /28,30/. Благодаря высокой производительности и экономичес¬ кой эффективности поверхностный монтаж компонентов все шире используется при монтаже высокопроизводительных мнсгокристальных сборок с высокой плотностью компонов¬ ки. Повсеместное внедрение этого метода является сегод¬ - 214 -
ня одной из характерных черт развития технологии монта¬ жа электронных компонентов. По сравнению с традиционны¬ ми методами поверхностный монтаж вдвое дешевле, на 60% повышает плотность компоновки элементов на ПП и, что еще более важно, значительно повышает быстродействие устройств за счет сокращения длины линий межсоединений. Новые корпуса и КН, разрабатываемые специально для по¬ верхностной сборки элементов, обеспечивают также повы¬ шенную надежность схем. Несмотря на то, что пока не ре¬ шена проблема стандартизации этих корпусов, компоненты для поверхностного монтажа с каждым годом захватывают все большую долю рынка. В настоящее время в общем объеме производства электронных компонентов доля компонентов, приспособленных для поверхностного монтажа, в США не превышает 6%, в то время как в Японии она составляет 47% рынка; к 1990 г. в США 70% всех электронных компо¬ нентов будут выпускаться в корпусах, пригодных для по¬ верхностного монтажа. Однако внедрение технологии по¬ верхностного монтажа требует нового подхода и внимания к деталям, так как сходство между этим методом и обыч¬ ной сборкой обманчиво. Повышение плотности компоновки приводит к 5-кратному, по сравнению с обычными ПП, уве¬ личению мощности рассеяния ПП с поверхностным монтажом компонентов. Другие трудности связаны с качеством па¬ яльной пасты и технологическими тонкостями пайки, с со¬ единителями и др. /34-46/, Печатные платы. Расширение применения технологии поверхностного монтажа наряду с повышением сложности БИС стимулирует раиоты по совершенствованию ПП. Увеличивается доля МПП в общем объеме производства ПП. ПРОИЗВОДСТВО МПП, согласно ПРОГНОЗУ фирмы Prost and Sullivan, будет развиваться опережающими темпами (20% годового прироста производства по сравнению с 14% в це¬ лом по отрасли) и к 1993 г. достигнет 41% от общего объема производства ПП. В высокопроизводительных ЭВМ используются прецизионные крупноформатные МПП с наивыс¬ шими техническими характеристиками: максимально дости- - 215 -
жимой плотностью размещения узких проводников с конт¬ ролируемым значением волнового сопротивления и переход¬ ных отверстий, минимальным временем задержки сигнала. Повышение качества МПП достигается за счет применения материалов с низким значением диэлектрической проница¬ емости, уменьшения диаметра переходных отверстий,ширины проводников и зазоров между ними, увеличения точности воспроизведения геометрии проводника и количества слоев МПП. Расширение внедрения методов машинного проектиро¬ вания повышает надежность изделий и сокращает сроки под¬ готовки проектов. Все шире используются аддитивная и полуаддитивная технологии изготовления ПП /47-51/. В достижении максимальных скоростей передачи сиг¬ нала важную роль будут играть материалы. Перспективными материалами для изготовления КПП, соответствующих сов¬ ременным требованиям по физическим характеристикам и скорости распространения сигнала, являются полиимид,теф¬ лон, термопластичные материалы, фторуглерод /52-58/. Для монтажа быстродействующих ИС на основе GaAs фирмой Augat International Systems разработаны ПОЛИИМИД- ные ПП с шириной проводников и зазоров между ними 0,05 мм, диаметром отверстий 0,1 мм /59/. Фирмы Koiimor- gen и Advanced Performance Technology предполагают для этой цели использовать тефлоновые ПП /57,60/.Фир¬ мой trw разработана серия графитоволокнистых материалов Shirline для упрочения ПП. Использование графита для армирования тефлона позволяет создать ПП с управляемым КТР и достичь хорошего уровня согласования КТР безвыгод¬ ных КН и основания ПП. Уже изготавливаются 10-слойные ПП размером 101,6x193,04 мм,армированные графитовым во¬ локном. Недостатками этих ПП являются затруднения при сверлении отверстий и необходимость соблюдения плоскост¬ ности при размещении армирующих слоев /61/. Фирмы-изготовители супер-ЭВМ, как правило, сами изготавливают МПП для своих нужд. Для вычислительной системы Mapper ю фирмой Sperry разработана стеклоэпок- сидная 12-слойная ПП размером 431,8х 355,6x3,05 мм с - 216 -
шириной проводников 0,114 мм. На 9 таких платах собира¬ ются 378 модулей вентильных матриц с плотностью компо¬ новки от 1020 до 1400 вент./крист. Одной из серьезных проблем является формирование переходных отверстий ма¬ лого диаметра. Экспериментально показано, что более эф¬ фективным при формировании межслойных переходов диамет¬ ром 0,152 мм является использование карбидных сверл, а не лазерных установок /62/. Анализируя принципы, заложенные при конструирова¬ нии ЭВМ семейства iBM-зовх, и техническое их воплощение, специалисты по-прежнему считают, что разработка этих ЭВМ является примером гармоничного развития и совершенство¬ вания элементной и конструкторско-технологической базы. Характеристики МЛН этих машин, так же как и керамичес¬ ких модулей, соответствуют передовому уровню достижений. В ЭВМ семейства твм-зоах используются 20-слойные стекло- эпоксидные ПП размером 700x600x4,6 мм при отношении толщины ПП к диаметру отверстий,равном 11:1/1-3,24/. В ЭВМ Hitachi 5-810 многокристальные модули монти¬ руются на 14-и 10-слойные ПП размером 400x200 мм и 400х 280 мм с внутренними переходами, размещенными в сетке с шагал 1,27 мм и 2,54 мм соответственно. Отношение толщи¬ ны ПП к диаметру переходных отверстий 7:1, минимальная ширина проводника 0,1 мм. На новых МПП размещается в 3,5 раза больше проводников, чем на МПП, использовавших¬ ся ранее в ЭВМ Hitachi М-280Н. До 24 МПП вертикально вставляются в объединительную панель, представляющую со¬ бой 18-слойную ПП. Объединительные панели собираются в стойке, имеющей форму трехлучевой звезды. Такая схема позволяет в 8 раз по сравнению с м-гвон повысить плот¬ ность компоновки элементов на единицу объема и сокра¬ тить время задержки сигнала. Длина кабелей, соединяющих объединительные панели, в данном случае сокращается на 30-50% по сравнению с обычной конфигурацией стойки.Время распространения сигнала в кабелях возрастает на 0,5 нс на каждые 10 см /25/. В ЭВМ типа асos фирмы nec используются 6-слойные - 217 -
ПП размером 270x270x1,6 мм, изготовленные по полуадди- тивной технологии /63/. Для супер-ЭВМ моделей sx-1 и sx-2 фирмой nec разработаны 16-слойные ПП размером 545x460x4,9 мм /26/. Фирмой Fujitsu выпускаются стеклоэпоксидные и по- лиимидные МПП, имеющие от 8 до 30 проводящих слоев, с шириной проводников и зазоров между ними 0,1 мм /64/. В ЭВМ fa с ом м кристаллы БИС в керамических корпусах раз¬ мером 12,7x12,7 мм устанавливаются на 14-18-слойные ПП. Проводники в этих МПП прокладываются не только по двум взаимно-перпендикулярным направлениям, но и под углами 30°,60°,120° и 150°.В корпусе процессора,имеющего форму куба со стороной 50 см, с помощью двух 12-слойных объ¬ единительных панелей размером 460x440 мм горизонтально собирается до 13 МПП /65/. Высшим мировым достижением в области технологии ПП является,по-видимому,разработанная фирмой Fujitsu 42- слойная ПП размером 540Й90 ил для супер-ЭВМ следующего поколения facom м-780. Впервые весь центральный процес¬ сор супер-ЭВМ монтируется на одной такой МПП;336 крис¬ таллов БИС в керамических корпусах размером 22,5x22,5 мм со 180 выводами, расположенными с шагом 0,4 мм, разме¬ щаются по обеим сторонам МПП /66,67/. Соединители. С повышением функциональ¬ ных возможностей ИС возрастает роль соединителей. При¬ менение соединителей с высокой плотностью размещения контактов позволяет повысить эффективность использова¬ ния пространства ПП, надежность контактирования, упрос¬ тить конструкцию, повысить ее ремонтопригодность.Много¬ образие типов соединителей определяется разнообразием областей их применения. С каждым годом не только рас¬ ширяется номенклатура соединителей, но и возрастает их стоимость, в то время как стоимость изготовления элемен¬ тов ИС остается неизменной. Согласно прогнозу фирмы Chase Econometrics, СТОИМОСТЬ соединителей к 1994 Г. увеличится в 1,5 раза по сравнению с 1985 г. /68-72/. На делю соединителей для ПП приходится более 20% рынка 218 -
соединителей. Для электрического соединения МПП (дочер¬ них плат) с объединительными панелями используют крае¬ вые соединители с нулевым усилием сочленения - НУС-со- единители. В США. выпускаются НУС-соединители, имеющие до 300 контактов. Краевые соединители с плотностью размеще¬ ния контактов порядка 8 конт./см уступают место двухком¬ понентным розеточно-штыревым соединителям с плотностью компоновки по краю II конт./см. Розеточно-штыревая кон¬ струкция соединителя, малые допуски при его изготовле¬ нии позволяют уменьшить усилие сочленения для каждой пары благодаря чему число контактов соединителя можно увеличить до 700. Плотность размещения контактов такого соединителя повышается за счет жогорядного размеще¬ ния контактов. С целью повышения технологичности изготовления сложных многоконтактных соединителей, обеспечения их ре¬ монтопригодности в конструкциях краевых и розеточно-шты¬ ревых соединителей используется модульный принцип 'ком¬ поновки. Для коммутации дочерних и объединительных ПП фир¬ мой Berg Electronics разработан соединитель модульного типа с 3- или 4-рядным расположением 600 контактов с малым усилием сочленения(43 г на контакт при замыкании и 26 г при размыкании). Этот соединитель, соответству¬ ющий требованиям военных стандартов, может применяться для планарного монтажа /73/. Фирмой Microsystems Design разработан и испытан 72- контактный НУС-соединитель для вставления крупноформат¬ ных многокристальных модулей. Корпус этого соединителя выполнен из стеклокристаллической массы, пружинные кон¬ такты - из бериллиевой бронзы с покрытием износостойким родием. Эти соедининители выдерживают экстремальные ме¬ ханические воздействия (удары с ускорением 100 g и виб¬ рацию с ускорением 10 g) в диапазоне рабочих температур от -55 до 200°С /74/. В последние годы создан целый класс соединителей для монтажа компонентов на поверхность ПП. Фирмой Burndy разработана серия соединителей для монтажа пласт¬ - 219 -
массовых КН с 20-124 выводами на поверхность Ш. Эти соединители "разводят" (разворачивают выводы веером)так, что шаг выводов КН с 1,27 мм увеличивается до 2,54 мм. Разрабатываются соединители для БИС с шагом 0,63 и 0,5мм. Перспективным материалом, обеспечивающим высокую термо¬ стабильность и химическую стойкость соединителей, яв¬ ляется сульфид полифенилена. Интенсивно разрабатывают¬ ся методы селективного золочения контактов /75-77/. Фирмой Precicontact разработаны НУС-соединители ДЛЯ поверхностного монтажа ИС. Фирмой Aries Electro¬ nics предлагаются соединители для корпусов с матрицей до 400 выводов. Усилие сочленения новых соединителей снижено с 70 до 25 г /77/. Охлаждение . Повышение степени интеграции и плотности компоновки ИС в устройствах супер-ЭВМ при¬ водит к росту потребляемой и выделяемой мощности, и воп¬ росы теплоотвода вырастают в серьезную проблему. Реше¬ ние именно этой проблемы позволит микроэлектронным уст¬ ройствам работать близко к пределу, определяемому теп¬ ловыми физическими процессами, и достичь максимальной производительности и быстродействия ЭВМ. Возрастающие требования к управлению тепловыми режимами диктуют не¬ обходимость определения с высокой точностью локальных коэффициентов теплоотдачи и выбора наилучшей топологии. Вопрос об управлении тепловым режимом систем еще только начинает серьезно изучаться /7,78-80/. При возрастающих величинах теплонапряженности един¬ ственно надежным способом теплоотвода является жидкост¬ ное охлаждение, поэтому при проектировании супер-ЭВМ по¬ степенно переходят от принудительного воздушного охлаж¬ дения к жидкостному. Наиболее эффективной по-прежнему остается система охлаждения ЭВМ IBM-308I /1,2,24,81/. Супер-ЭВМ расой м-380 и м-382 пока выпускаются с воздушной системой ох- лаадения, но для этих ЭВМ уже разработана система жид¬ костного охлаждения. Б ЭВМ расой и-7во предусматривает¬ ся комбинированное воздушно-жидкостное охлаждение /65- 67/. - 220 -
В ЭВМ Hitachi S-810 и nec sx реализуются все пре¬ имущества жидкостного охлаждения /25,26/. Первой коммерческой супер-ЭВМ,элементы которой ох¬ лаждаются погружением в жидкий хладоноситель, является ЭВМ Cray 2. В центральном процессоре этой машины цирку¬ лирует Fluorineгt - жидкий фторуглеводородный хладоно¬ ситель, поставляемый фирмой ЭМ ПО цене 51 долл./л. Flu¬ orinert - бесцветная инертная невоспламеняицаяся неток¬ сичная жидкость без запаха - поступает в процессор при температуре 21°С и выкачивается из него при повышении температуры до 25°С. В случае необходимости, например при замене неисправного модуля, весь хладоноситель от¬ качивается в запасной резервуар. В конструктивней отно¬ шении машина Cray 2 является наиболее совершенной среди всех разрабатываемых супер-ЭВМ /82-85/. - 221
IX Н. М. Толминская АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭВМ Проектирование вычислительных систем (ВС) высокой производительности невозможно без широкого применения средств автоматизации проектирования (АП). Среди наибо¬ лее перспективных направлений в области АП, разрабаты¬ вавшихся зарубежными исследователями в 1985 г., следует оэметить: введение принципов искусственного интеллекта прак¬ тически во все этапы проектирования ВС (логический син¬ тез, верификация проекта,конструкторско-технологическое проектирование, тестирование); создание ЭВМ, ориентированных на САПР, или приме¬ нение супер-ЭВМ для АП; расширение возможностей диалоговой работы при про¬ ектировании; создание комплексных САПР (КСАПР), охватывающих все этапы проектирования от логического до конструкторско- технологического, и получение в качестве конечного про¬ дукта полного комплекта конструкторско-технологической документации для непосредственного использования в про¬ цессе изготовления, наладки и эксплуатации проектируе¬ мой ЭВМ. Создание КСАПР входит в состав стратегического плана развития вычислительной техники США (sci), объяв¬ ленного DABPA в 1983 г. /I/. В настоящее время в целях интенсификации работ по созданию средств АП в США практикуются университетские, - 222 -
промышленные и правительственные кооперации. Примером является uw/NW visi - кооперация отдаления вычислитель¬ ной техники Вашингтонского университета с несколькими технологическими фирмами Северо-Запада (Ж (Boeing Aero¬ space , Fluke, Tektronix И Microtel Jfccific Research) при финансовой поддержке darpa /2/. Активные разработки на всех уровнях АП велись так¬ же японскими исследователями. Специальные выпуски жур¬ налов в 1965 г. были посвящены состоянию работ в Японии в области автоматизации проектирования и тестирования ЭВМ /3/. I. Логическое проектирование В связи с появлением сложных СЕИС и вычислительных систем на их основе появилась необходимость в создании новых средств логического проектирования, обеспечиваю¬ щих автоматическую генерацию логических схем из их функ¬ циональных описаний /4,5/. Для решения этой задачи привлекались языки описа¬ ния аппаратуры и такие средства искусственного интел¬ лекта (ИИ), как кремниевые компиляторы /6-11/ и экс¬ пертные системы (ЭС) на основе баз знаний /12,13/. По предварительным прогнозам, через 10 лет половина ЭВМ бу¬ дет построена с элементами ИИ и называться "логическими машинами". Эти новые системы будут в состоянии созда¬ вать и анализировать альтернативные решения для различ¬ ных задач. Предполагается, что затраты на эти исследо¬ вания к 1990 г. составят около 2,5 млрд.долл. /14/. Языки описания аппаратуры (ЯОА) применяются в описании поведения систем, в качест¬ ве входных языков для программ моделирования и как вход¬ ные языки в компиляторах аппаратуры. ЯОА могут быть разбиты на 3 класса: для функциональных описаний; для функциональных и структурных описаний; только для структурных описаний. За последние годы разработано много ЯОА, формально - 223 -
описывающих аппаратуру и используемых в САПР. Однако каждый из них обеспечивает лиртт. конкретный этап в про¬ цессе проектирования аппаратуры /15/. Так, в португальском Политехническом институте(Ат. Ro viaсо Bals) создан ЯОА НАЙРА (Hardware Pascal), под¬ держиваний этап иерархической верификации цифровых си¬ стем на различных уровнях абстракции. Система конструк¬ тивных модулей представлена в терминах их структуры,по¬ ведения или их комбинации. Набор типов данных явля¬ ется достаточным для характеристики данных управления объектами, используемых на различных уровнях. Система работает на ЭВМ VAX-11/75O. Синтаксическая конструкция unit, позволяющая описать отдельный модуль аппаратуры, является языковым начальным символом. Объявление unit состоит из трех частей: объявления интерфейса, объявле¬ ния внутренних переменных и внешних блоков,а также опи¬ сания структуры модулей /16/. Фирмой Toshiba разработан иерархический ЯОА н2!)!, который с помощью поведенческого описания сокращает про¬ цесс функционального проектирования. Используя раз¬ работчик может разбивать модуль на составные части с то¬ чки зрения его поведения /17/. Кембриджский университет предложил ввести логиче¬ скую систему обозначений ITL (interval temporal logic) для описания аппаратуры с немощью временных предикатных определений как формальной основы записи /18/. Однако целью разработчиков систем являлось созда¬ ние стандартного ЯОА. На конференции IEEE в ноябре 1984 г. в качестве стандартного был предложен ЯОА ССИС для МО США - vhdl. Его разработка проводилась фирмами Intermetrics, IBM И Texas Instruments при поддержке МО США. Одно из основных требований к языку состояло в наи¬ более широком использовании в нем конструкций языка Ada. Язык VHDL обеспечивает проектирование, ведение докумен¬ тации и эффективное моделирование аппаратуры. Общая ор¬ ганизация языка отражает иерархическую структуру проек¬ тов аппаратуры, а идея объектов проектирования обеспе¬ чивает соответствующую абстракцию для описания компонен¬ - 224 -
тов аппаратуры. С помощью этого языка можно описать не¬ зависимо от технологии, методологии и средств проекти¬ рования все уровни аппаратуры - от уровня системы до уровня логических вентилей. Возможность разработчика определить новые типы данных и функцию описания работы шины означает, что VHDL может поддержать многие техно¬ логии. Ввиду того,что описания на различных уровнях мо¬ гут быть созданы в любом порядке, можно при этом приме¬ нять методы проектирования как сверху вниз, так и снизу вверх. МО США. намеревается сделать стандартный язык vhdl основным средством проектирования аппаратуры ССИС. На основе vhdl в настоящее время разрабатывается КСАПР, охватывающая все этапы проектирования /19-21/. Попыткой создания универсального формального язы¬ ка описания аппаратуры на разных уровнях абстракции явился ConLan-проект (Consensus Language),состояние ко¬ торого описано в трудах Дармштадтской технической шко¬ лы (ФИ?) и университетом Provence (Марсель,Франция) .Ши¬ рокий набор типов объектов и операций языка позволяет описывать поведение и структуру цифровых систем. На ос¬ нове языка Ba.se ConLan (BCL) возможно построение ново¬ го семейства ConLan в терминах соответствующих объектов. Свойства и формальные правила для образования новых язы¬ ков от BCL определяются в ConLan Report. ЯОА семейства ConLan был реализован в Висконсинском университете под названием WisLan. Другие попытки применить систему Con¬ Lan для получения специализированных языков из bol и разработать соответствующие средства программного обес¬ печения для конструирования систем моделирования дела¬ лись в Дармштадтском университете /22/. Несколько попыток было сделано по объединению ЯОА и языков программирования (ЯП). Примерами этого являют¬ ся система Logos университета Case Western Reserve И система Sara университета UCLA. Стэнфордским универси¬ тетом было предложено использование языка Ada в качест¬ ве ЯОА. Университетом Carlton в Оттаве (Канада) также - 225-
обсуждалась применимость поднабора Ada в качестве алго¬ ритмического ЯОА дня компиляции аппаратуры на основе графов /23/. Примером использования ЯП в качестве ЯОА является Concurrent PROLOG, считающийся в настоящее время основ¬ ным языком для ЭВМ 5-го поколения, создаваемых в Япо¬ нии. Concurrent prolog является языком логического про¬ граммирования, подобным языку prolog, но отличающимся возможностью описания процессов прохождения массивов че¬ рез порты, что является более подходящим для описания аппаратуры. Concurrent prolog иерархически описывает компоненты системы как предикаты, а соединители как пре¬ дикатные параметры /24/. Токийским университетом Concurrent Prolog также ис¬ пользовался для функционального описания аппаратур!.Спе¬ цификация персональной ЭВМ Dorado при этом была завер¬ шена за I неделю, в то время как для описания этой си¬ стемы с помощью языка Sakura потребовался I месяц /24/. Экспертные системы. В результате успехов в изучении ИИ появился новый класс программ,на¬ зываемых экспертными системами (ЭС). ЭС - это системы на основе баз знаний,способные вы¬ полнять задачи на уровне высококвалифицированного экс¬ перта. В типичных ЭС знания организованы в 3 категории: глобальная база данных, обеспечивающая входные дан¬ ные для решения задачи; база знаний, являющаяся набором правил и фактов, описывавших знания эксперта; механизмы логического вывода для управления базой знаний и базой данных. На Международной симпозиуме по ЭВМ 5-го поколения и супер-ЭВМ, проходившем II-T3 декабря 1984 г.в Роттер¬ даме (Голландия), говорилось уже о двух поколениях ЭС. Если ЭС 1-го поколения опирались на эвристические зна¬ ния в форме правил, то ЭС 2-го поколения имеют дополни¬ тельную компоненту в виде модели, дающей более полное представление об области исследования /25/. - 226 -
Одной из наиболее известных ЭС является разрабо¬ танная Стэнфордским университетом система euriscko, ши¬ роко используемая в исследованиях по созданию новых структур СБИС, особенно 3-мерных /26,27/. ЭС и методы логического программирования использу¬ ются фирмой IBM и Сиракузским университетом для решения таких задач АП СБИС, как контролепригодное проектирова¬ ние (овт), функциональное моделирование,диагностика не¬ исправностей и автоматическая генерация тестов /28/.Язы¬ ками программирования, обычно используемыми в разработ¬ ке ЭС, являются в (Ж lisp, а в Европе и Японии pro- log /29/. Логический синтез. Созданием комп¬ лексных систем автоматического проектирования занима¬ лись несколько зарубежных фирм и университетов. Среди них фирма IBM, предложившая КСАПР iss, состоящую из про¬ грамм высокоуровневого логического ввода, логического синтеза, временного анализа, автоматического размещения и трассировки /30,31/. В лаборатории Atsugi Electrical Communication фир¬ мы NTT (Япония) разработана КСАПР, сокращающая общее время проектирования 20 тыс.вент. кристалла СЕИС со 170 чел.-мес. (100 чел.-мес. на функциональное и логическое и 70 чел.-мес. на конструкторское проектирование) до 12,1 чел.-мес. Это оказалось возможным благодаря исполь¬ зованию иерархической системы автоматической раскладки кристалла Alpha/Champ, уменьшающей время проектирования с 70 чел.чиес. до 0,1 чел.-мес. Кроме того, вновь раз¬ работанная система проектирования на функциональном уровне с возможностями верификации и программа логиче¬ ского синтеза сократили сроки со 100 чел.-мес. до 12 чел.-мес. При использовании этой КСАПР для бездефектно¬ го проектирования СЕИС с 10 тыс.вент. на кристалле от описания на функциональном уровне до раскладки кристал¬ ла уходит 2 чел.-мес. В КСАПР использован новый унифи¬ цированный язык проектирования hsl-fx,являющийся комби¬ нацией языков hsl (для структурного проектирования) и 227 -
fdl (для функционад/ьного проектирования).По мнению спе¬ циалистов фирмы NTT, для большего сокращения времени проектирования СБИС с более высокой степенью интеграции, а также более широкого охвата САПР всего проекта тре¬ буется применение ЭС и процессоров, ориентированных на автоматизацию проектирования /32/. В системе автоматического проектирования кристал¬ лов СБИС, предложенной фирмой Bell и университетом Кар¬ неги-Меллона, используется ЭС на основе базы знаний DAA (Design Automation Assistaut,применявшаяся ранее в раз¬ работке нескольких вычислительных систем, включая ЭВМ 'System-570 фирмы ibm) для преобразования алгоритмичес¬ кого описания работы схемы, выполненного на языке ISJS, в конструктивные блок-схемы /33/. В разработке автоматической системы логического проектирования на основе базы знаний японская фирма Fujitsu использовала ЯОА на уровне регистровых передач DDL. Система логического синтеза на базе знаний преоб¬ разует функциональный проект в технологически зависимый на уровне вентилей. Для создания с помощью этой системы логических ШС TTL-типа, содержащих I тыс.вент., требу¬ ется 2с. машинного времени ЭВМ facom м-380, б то время как разработчик без помощи ЭВМ тратит на эту задачу I неделю /34/. Проблемы синтеза аппаратуры из формальных описаний системы решались университетом Карнеги-Меллона и Южно- Калифорнийским университетом в разработке ими системы проектирования систолических матриц Sys. Процесс проек¬ тирования моделируется как серия преобразований, выра¬ женных в языке для описания систолических матриц. Про¬ грамма Sys принимает алгоритмы программного обеспечения и применяет серии преобразований для получения описаний схем на функциональном уровне систолических проектов /35/. Японская фирма Mitsubishi описала систему логиче¬ ских преобразований L0DES-2, повышающую эффективность процесса логического синтеза. С помощью этой системы, - 228 -
используя метод макрорасширения, можно преобразовать ло¬ гические схемы, состоящие из МИС и СИС на печатной пла¬ теж MaHIC ECL-типа /36/. Работами по созданию средств логического синтеза занимались также фирмы Bell /37/, Thomson-CSF /38/, GTE /39-41/, Philips Research /42/, Кильский институт инфор¬ матики и прикладной математики в ФРГ /43/,Саутгемптон¬ ский университет /44/ и др. /45-49/. Верификация. С увеличением сложности ло¬ гических схем ЭВМ больше времени требуется для опреде¬ ления и исправления ошибок проектирования, которые мо¬ гут привести к дорогостоящему процессу перепроектирова¬ ния. Для избежания таких расходов разрабатываются надеж¬ ные методы проверки (верификация) всего процесса проек¬ тирования. Верификация процесса проектирования ВС пре¬ имущественно ведется с помощью программ моделирования на уровне регистровых передач. Примером являются систе¬ тин моделирования VNS и efs фирмы IBM. Некоторые системы позволяют описать модели на различных уровнях абстрак¬ ции и выполнить моделирование смешанным способом. При¬ мером таких систем являются системы Sara (университет UCIA), Sable (Стэнфордский университет), DAV(фирма IBM). При завершении процесса верификации логического проек¬ тирования для проверки работы системы на уровне физиче¬ ской реализации используются программы моделирования на вентильном уровне /50/. Для поддержания этапа логического проектирования Токийским университетом разработан символический язык функционального описания аппаратуры SFDL(Symbolic Func¬ tional Description Language) и реализованная на нем си¬ стема LDSS (Logic Design Supporting System). Эта систе¬ ма позволяет вводить структурные и функциональные дан¬ ные в ЭВМ с помощью схемного изображения на экране циф¬ рового преобразователя /51/. Объединение процесса синтеза на уровне регистровых передач и верификации, поддерживающей процесс синтеза, в единую процедуру на основе эвристических и алгоритми¬ - 229 -
ческих методов предложил йжно-Калифорнийский универси¬ тет в Лос-Анджелесе. Модель синтеза для описания на уровне регистровых передач, разработанная ранее Хэфером (Hafer), расширена и применена для процесса верификации /52/. Проблемами создания систем логического моделиро¬ вания для верификации проектов занимались также Эдин¬ бургский университет (Шотландия) /53/, фирмы Bell /54/, Prime Computer /55/, Honeywell /56/ и др. /Ът1/. Одним из возможных способов проверки работоспособ¬ ности является формальная верификация, основанная на ло¬ гическом описании схем. Так, фирмой Fujitsu и Токийским университетом предложена система верификации этана ло¬ гического проектирования на основе языка PROLOG и тем¬ поральной логики. С псмощью этой системы была проверена работа микропрограммного процессора и смл-контроллера для мини-ЭВМ. Время верификации для устройств, содержа¬ щих 100 вентилей, составило несколько минут на универ>- сальной ЭВМ /58/. Машины логического модели¬ рования. Средства логической верификации,исполь¬ зуемые начиная с самых ранних этапов проектирования,со¬ кращают время и стоимость проекта. Однако программы ло¬ гического моделирования требуют недопустимо большого времени, когда верифицируются логические блоки больших универсальных ЭВМ. По этой причине на этапе логического проектирования в последнее время стали использоваться машины логического моделирования (МЛМ), называемые еще акселераторами аппаратуры. С их помощью ошибки проекти¬ рования могут быть найдены перед процессом изготовления аппаратуры, что резко сокращает время проектирования. МЛМ могут моделировать до 1,5 млн.вент. при скорости мо¬ делирования несколько миллионов или даже более I млрд, событий в I с (соб./с), что значительно превышает воз¬ можности большинства обычных средств моделирования на базе пакетов програш с быстродействием 2-4 тыс.соб./с. Такое высокое быстродействие МДМ достигнуто благодаря использованию принципов параллельности, заложенных в са¬ - 230 -
мих алгоритмах моделирования. Среда зарубежных фирм, разрабатывающих МЛМ (табл.1), выделяется фирма IBM. Eto создана высокопараллельная ЭВМ Таблица I Машины логического моделирования Фирма-изго¬ товитель Название МЛМ Объем мо¬ делирова¬ ния, вент. Скорость моделирова¬ ния, вент. /с Год разра¬ ботки Boeing Boeing 48*10^ - 1970 IBM LSM 64.105 640.10е 1980 IBM YSE 2.106 5.109 1982 NEC HAL 5«106 1,2.109 1984 Zycad Logic Evaluator 1.6.106 16.10е соб./с 1985 Zycad System Develop¬ ment Engine (SDE) планиру¬ емая разра¬ ботка 1,5.10е 1.109 соб./с 1986 ISE, основное назначение которой - верификация сверх¬ больших проектов на основе результатов логического мо¬ делирования. Разработка YSE явилась продолжением работ по созданию фирмой ibm МЛМ LSM, которая также не явля¬ ется первым опытом создания МЛМ. Бйце в 1970 г. фирма Boeing в своих программах, связанных с космическими за¬ дачами, уже использовала систему моделирования Bo¬ eing с максимальной емкостью 48 тыс.вент. Фирмой Boeing был также разработан язык RISL (Register Level Simula¬ tion Language), с помощью которого описывается модель /55/. 231 -
Японской фирмой NEG разработана быстро действующая МШ HAL, предназначенная для верификации проектов боль¬ ших SBM. Моделирование в системе ведется на уровне функ¬ циональных блоков (не вентилей), например БИС. Исполь¬ зуется параллельная архитектура и конвейерная обработ¬ ка. ММ HAL может модернизировать до 0,5 млн.вент. и 2 Мбайта памяти за 5 мс. Общая производительность со¬ ставляет 1,2«10^ вент./с /60/. Фирма Zycad, образованная несколько лет назад, про¬ должила свои разработки, начавшиеся в 1982 г., создани¬ ем ЮМ Logic Evaluator соимостью 300 тыс.-2 млн.долл. в зависимости от модели. В феврале 1985 г. ею был разра¬ ботан спецпроцессор моделирования Fault Evaluator стои¬ мостью 150-215 тыс.долл., являющийся многопроцессорной потоковой машиной с многоконвейерной обработкой. М2М мо¬ жет работать оТ 200 независимых участков памяти и обра¬ батывать до 16 млн.соб./с при объеме моделирования до 1,6 млн.вент. При одном из контрольных прогонов, в хо¬ де которого моделировалось около 3 тыс. вентилей и 3100 отказов, устройство Fault Evaluator выполнило моделиро¬ вание одного отказа за 31 с, тогда как в устройстве Lo¬ gic Evaluator для этого потребовалось 19 мин., а на ЭВМ уах-1 1/780, выполнявшей пакет программ моделирования, сколо 10 ч. В числе заказчиков этого устройства - фир¬ мы Data General, DEC, Fairchild, Mitsubishi и Texas In¬ struments . Известно, что над созданием подобных устройств ра¬ ботают фирмы Accelerated Solutions, Silicon Solutions, star Technologies, а также Манчестерский институт нау¬ ки и техники (umist) /61-65/. Брюнельским университетом (Англия) предложена МЛМ для ускоренного моделирования сложных схем на основе матриц микропроцессоров. В отличие от других ЮМ устрой¬ ство Брюнельского университета может быть использовано и для задач, требующих большого объема вычислений,в том числе для генерации тестов и трассировки схем. На рынке - 232 -
он может найти место между недорогими акселераторами для АРМ /66/ (табл.2) и крупными дорогими высокопраиэ- Таблица 2 Недорогие МЛМ для AIM Фирма- изготовитель Название МЛМ Объем моде¬ лирования» вент. Скорость НИЯ^СОб?/^} Daisy- Systems Megalogician 1«106 100.103 Valid Logic Real Fast Si¬ mulation Accelerator 1-106 5OO.1O3 Silicon Solutions March 1000 2-106 16.106 Cadnetix CDX-77OO Simulation Engine "МО6 200.105 водительными системами.Повышение скорости моделирования достигается благодаря разделению всей задачи между груп¬ пами микропроцессоров, каждый из которых эмулирует не¬ которую часть схемы. Для реализации своей идеи специа¬ листы Бршнельского университета вначале предполагают сделать 9-процессорную матрицу из 32-разрядных МП 68020 фирмы Motorola с программированием на языке Occam. По¬ сле отладки устройство планируется расширить и нарас¬ тить. Одним из возможных технических решений для реали¬ зации матричного процессора выбирался транспьютер фирмы Inraos /67,68/. - 233 -
2. Конструкторское проектирование Задача проектирования топологии БИС состоит в пе¬ реходе от заданной логической схемы к ее физической реа¬ лизации, основным требованием которой является 100%-ное проведение соединений схемы. Разработано много методов решения задачи автоматизированной генерации топологии ЕМС, состоящей из этапов разбиения, размещения и трас¬ сировки. В последнее время дня решения этих задач ста¬ ли использоваться методы ИИ. Размещение и трассировка. В связи с появлением БИС среда различных методов их проектирования большое развитие получил иерархический подход. Он характеризуется тем, что элементы перед раз¬ мещением группируются в блоки, а этап размещения выпол¬ няется иерархически: сначала размещаются блоки, а затем элементы внутри каждого блока. Иерархический подход при проектировании БИС использовался, например, фирмой IBM при создании Щ семейства IBM-570, японской фирмой Hi¬ tachi в ее разработке алгоритма блочного размещения СТОР /69/ и другими. В последнее время разработкой ав¬ томатического иерархического размещения занимались так¬ же $ирмы Solomon Design Automation /70/, Sandia Natio¬ nal /71/, Matra Design Systems /72/ и др. /73,74/. Иерархический подход становится особенно необходи¬ мым для задачи трассировки ЕИС. Она обычно состоит из трех этапов: глобальной трассировки, распределения вы¬ водов и детальной трассировки /75/. Попыткой объединения достоинств лучевого алгоритма Хайтовера с полнотой волнового алгоритма Ли-Мура яви¬ лась разработка Калифорнийским технологическим институ¬ том в Пасадене алгоритма глобальной трассировки базовых ячеек БИС, где допускается прохождение неограниченного числа проводников между любыми двумя ячейками /76/. За последние 1,5 года с помощью алгоритма глобаль¬ ной трассировки COAL (Computerized Gate Array layout System) фцыой Sperry разработано несколько сотен кри¬ - 234 -
сталлов SIC с различной технологией (TTL,3CL,KMCH). Ис¬ пользование вентилей в кристаллах составляет более 90%, время вычислений для глобальной трассировки на ЭВМ uni- vac 1100/80 15-20 мин. /77/. Эвристический алгоритм распределения выводов, за¬ программированный на языке pcetrah и входящий в состав САПР ШС, которая работает на ЭВМ АСО6-77/юоо, разра¬ ботан японским университетом в Osaka и фирмой Matsushi¬ ta /78/. Среди нескольких стратегий детальной трассировки БИС наибольшее распространение получила канальная трас¬ сировка, введенная впервые в 1971 г. С тех пор появи¬ лось большое количество усовершенствованных алгоритмов трассировки каналов /79-82/. В последнее время предпри¬ нимались попытки решения задачи трассировки зоны пере¬ сечения каналов (switchbox). Так, университетом Карне¬ ги-Меллона предложен алгоритм трассировки пересечений каналов, эффективный по времени и являвшийся "жадным" алгоритмом канальной трассировки. Алгоритм может рабо¬ тать параллельно с другими средствами системы, такими как редактор раскладки, через простой интерфейс. Алго¬ ритм основан на двух операциях, называемых "объединение частей цепей" (join-split-neta) и "движение к правой це¬ ли" (;jog-t о-right-target). Выводные точки находятся на границе прямоугольной зоны. Для гарантии нахождения ре¬ шений в случае недостаточной зоны трассировки вводятся дополнительные горизонтальные и вертикальные магистрали. Ожидаемое время счета по программе пропорционально м (N+Nnet)» ГД® м» N и Nnet - соответственно количество столбцов, строк и связей в зоне. Направление сканирова¬ ния является критическим для алгоритма, поэтому исполь¬ зуется эвристический метод, основанный на распределении увеличения плотности каналов /83/. Калифорнийским университетом в Беркли предложен способ трассировки пересечений каналов "Detour", осно¬ ванный на "жадном” алгоритме канальной трассировки и являпцийся частью САПР Magic. Его цель - обеспечить вы¬ - 235 -
сокое качество трассировки каналов и зон пересечений каналов, содержащих такие препятствия, как предваритель¬ ный монтаж. Для завершения оставшихся соединений алго¬ ритм дает возможность обходить многослойные препятствия, такие как контакты, и прокладывать путь над однослойны¬ ми препятствиями. Таким образом,метод Detour объединяет эффективность традиционных алгоритмов двухслойной ка¬ нальной трассировки с гибкостью последовательных мето¬ дов трассировки /84/. Задача трассировки каналов и их пересечений реша¬ лась также в лаборатории информатики IMA.G (Франция).Раз¬ работанный алгоритм является расширением алгоритма ка¬ нальной трассировки с изломами, введенного в 1976 г. Дейчем (Deutsch). Новый алгоритм использован фирмой etc для проектирования МаБИС ECL-типа семейства асе, а так¬ же фирмами Philips и Signetics /85/. Все большее внимание получают метода символическо¬ го проектирования СБИС. Существует несколько систем с графическими или текстовыми обозначениями для описания проектов СБИС, которые должны уплотняться по специаль¬ ным правилам проектирования. Эта задача в университете Rutgers (США) решалась путем создания языка RPL для раз¬ мещения прямоугольных объектов /86/. В Мюнхенском уни¬ верситете задача уплотнения решалась геометрическими, а не символическими методами /87/. Японской фирмой NTT предложен метод АП заказных ло¬ гических CHIC, объединякщий метода модульности и стан¬ дартных ячеек. С помощью этого метода при проектирова¬ нии 16-разрядной микро-ЭВМ достигнуто 25%-ное уплотне¬ ние и соответствующее уменьшение размеров кристалла/88/ Массачусетским технологическим институтом разрабо¬ тан схемный экстрактор excl, преобразующий топологию БИС в схемное представление, пригодное для детального моделирования /89/. В университете Джеймса Кука разработан интерактив¬ ный геометрический редактор для АП СБИС, ориентирован¬ ный на монохроматический дисплей HP 2648А. Редактор мо- - 236 -
дет работать в режиме коллективного пользования. В си¬ стеме используется ЯП Pascal, форма представления вход¬ ной И выходной информации Caltech Intermediate For® (CEF 2.0), Основными особенностями редактора являются: возможность преобразования информации из сгр 2.0 во вну¬ треннее представление в виде списков соединений,отобра¬ жение на экране дисплея измененной топологии сразу де после внесения изменений в редактируемый информационный файл, а также развитая система команд языка интерактив¬ ного взаимодействия /90/. Фирмой IBM велись работы по оценке перегрузки мон¬ тажа в заказных кристаллах БИС /91/. Токийским техноло¬ гическим институтом созданы алгоритмы расширения кана¬ лов в процессе проектирования Ей С /92/. Работы но опти¬ мизации этапов размещения и трассировки велись в Кали¬ форнийском университете в Беркли /93/, фирмой Bell /94/ и др. /95,96/. В последнее время появилось несколько новых систем трассировки на базе методов искусственного интеллекта, разработчиками которых являются фирмы NEC, ntt, универ¬ ситет Карнеги-Меллона и др. Фирма NEC при поддержке Института технологии ЭВМ 5-го поколения разработала интерактивную систему трас¬ сировки для завершения соединений в ЕИС - wirex. Знания в системе представлены в виде правил, записанных на языке prolog, и хранятся в базе знаний системы.Програм¬ мы на основе этих правил делают логические выводы, пре- образупциеся далее в некоторую последовательность про¬ цедур на языке fortran. Трассировку МаЕИС с 2100 венти¬ лями эта система может завершить автоматически за 30 мин. /97,98/. Система трассировки ЕЙС на базе знаний 1ПС06, за¬ писанном на языке ops-5, реализована в университете Кар¬ неги-Меллона /99/. Решением задач АП СБИС с помощью использования ИИ занимались также в университете Rutgers (New Brunswick), где при поддержке darpa был создан метод redesign с по¬ - 237 -
мощью ЭС на основе базы знаний /100/. Системы автоматического проектирования (САПР). Имеется большой опыт использования САПР для разработки МаЫС. Так, фир- ма IBM разработала свои вычислительные системы System 38, 4J41, 8100,5081 на основе САПР, сократив цикл про¬ ектирования одной БИС с 2-4 мес. до 1-2 нед.Среди САПР, применяющихся для топологического проектирования МаШС, известны такие iambda, master, aulis, mars-mj и др. Неотъемлемой частью этих САПР является база данных, со¬ держащая исходные и библиотечные данные, промежуточные и конечные результаты, правила проектирования и проект¬ ные нормы. Большинство САПР топологии МаРИС разрабаты¬ вались как подсистемы более общих систем,включающих все остальные этапы проектирования /101/. Уже 15 лет при поддержке darpa ведется программа создания средств АП в Калифорнийском университете(Берк¬ ли), которые включают программы верификации, размещения, трассировки и тестирования /102/. В 1984 г.на конферен¬ ции по АП университет представил автоматическую систему проектирования СБИС Magic. С помощью системы Magic спро¬ ектирован микропроцессор Smalltalk, имеющий архитектуру RISC. Система Magic представляет некоторые новые возмо¬ жности: непрерывно работающая программа контроля проектных норм, ооеспечивающая оперативную обратную связь при на¬ рушении таких показателей, как минимальная ширина линий и расположение транзисторов; наличие иерархического схемного экстрактора, авто¬ матически восстанавливающего изменения конструкции схе¬ мы, позволяя не перерабатывать изменяемые схемы с само¬ го начала. Система Magic уже эксплуатируется в Стэнфордском университете, университете Карнеги-Меллона и Калифорний¬ ском технологическом институте. Ее приобрели такие с£ир- мы, как Data General, Digital Equipment и ISI Logic /103-106/. Университетом Карнеги-Меллона разработана САПР СБИС - 238
splash. С помощью этой системы топология кристалла, со¬ держащего более 3 тыс. межсоединений,создается за 8 мин. /107/. САПР, включающие сродства технического проектиро¬ вания и верификации на всех этапах проектирования,.пред¬ ставили фирмы Intel /108-110/ И TRW /III/. Фирма Fair¬ child. разработала САПР вентильных матриц, которая позво¬ лит сократить длительность цикла проектирования опытно¬ го образца с 5 до 2 нед. В систему входит установка электроннолучевой литографии ebmf 10.5 стоимостью 2 млн. долл., с помощью которой исключаются затраты времени на изготовление фотошаблонов,составляющие 1-2 нед.,а также супер-ЭЕМ Cray is,предназначенная для моделирования,за¬ нимающего .15 мин. по сравнению с 10 ч на мини-ЭВМ /112/. Обзор по состоянию АП СШС в Японии был сделан фир¬ мой Hitachi. Ею разработана САПР, способная проектиро¬ вать СБИС, содержащие 74 тыс. транзисторов (17 тыс.вен¬ тилей) за 10 чел.-мес. /ИЗ/. 3.Тестирование Появление ЕИС вызвало необходимость в создании но¬ вых методов упрощения тестирования /1.14/, наибольшее распространение среди которых подучили методы на осно¬ ве использования сдвиговых регистров (LSSD, Scan /Path, Scan/Set, Random Access Scan). Однако в СВЯЗИ с дальней¬ шим ростом интеграции схем и появлением СЕИС основная проблема тестирования, связанная с ухудшением доступно¬ сти внутренних логических узлов, квадратичным повышени¬ ем стоимости, а также времени генерации тестовых набо¬ ров, осталась по-прежнему не решенной. Один из перспек¬ тивных способов ее решения состоит в создании методов проектирования контролепригодных, устройств с помощью схем со встроенным самотестированием (BIST). Основной идеей BiST-методов является добавление резервных аппа¬ ратных структур, называемых контрольными точками,?, пер¬ воначальной схеме, чтобы в режиме отладки можно было ре¬ шать задачи тестирования, создавая свой собственный тес- - 239 -
товый набор. BlstB-структуры включают в себя счетчики, генераторы псевдослучайного кода, умножители, сигнатур¬ ные анализатор!, запоминающие устройства.Дополнение осу¬ ществляется таким образом, чтобы BiST-структуры не по¬ влияли на работу первоначальной схемы /115-118/. В методе встроенного самотестирования LOCST (I£SD on-chip self-test), предложенном фирмой IBM,использует¬ ся сигнатурный анализ, с помощью которого обрабатывают¬ ся результаты самотестирования, а также контроллер,осу¬ ществляющий связь с внешней контролирующей схемой. Ме¬ тод реализуется на трех кристаллах СБИС.Его преимущест¬ ва состоят в низкой стоимости аппаратуры и высокой эф¬ фективности функционального контроля. Основой метода яв¬ ляются isso-техника, давно используемая фирмой IBM /ПЭ- 120/, а также преобразование в режиме контроля началь¬ ных разрядов регистров сдвига в генератор псевдослучай¬ ного кода, а конечных - в сигнатурный анализатор. Для внутренних логических схем достигнуто тестовое покрытие более 97% /121/. DFT-методы, нацеленные на достижение 100%-ного тес¬ тового покрытия, разрабатывались Иллинойским университе¬ том /122/ и университетом в Osaka/123/. Для генерации тестовых наборов и оценки тестопри - годности часто используются алгоритмы ропем и fan, име¬ ющие большую эффективность, чем широко применяемые D- алгоритм и метод активизации пути /124,125/. Созданием методов автоматической генерации тестов на их основе за¬ нимались фирмы NEC /126/, NTT /127,128/, Toshiba /129/, Siemens /130/, Hewlett-Rickard. /131/, ICL /132/ и др. /133-137/. На Международной конференции по тестированию, про¬ ходившей 18-25 ноября 1985 г. в Филадельфии, универси¬ тет Карнеги-Меллона совместно С фирмой General Electric представили способ разработки кристаллов СБИС MAST (Mul¬ tiplexed Access Scan Testable), обеспечивающий их тесто- пригодность. При этом решаются 3 основные задачи: авто¬ матическое введение в состав полузаказных схем средств <4и -
самотестирования; упрощение генерации тестовых наборов; сокращение длительности тестирования. Средства АЛ по MAST-способу состоят из набора про¬ грамм ввода описаний схем, топологического проектирова¬ ния кристаллов, генерации тестовых наборов и анализа тестируемости /138/. В области тестирования CHIC все чаще начинают ис¬ пользоваться методы ИИ. Так, на упомянутой выше конфе¬ ренции обсухдались вопросы использования ЭС в тестиро¬ вании схем. Фирмой Teradyne были предотавлены 3 доклада:ЭС для анализа внутрисхемных неисправностей и генерации сооб¬ щений по их устранению; ЭС интеллектуальной диагности¬ ки МП© (Machine for Intelligent Diagnosis) с тестером J941, предназначенным для контроля логических СБИС,и ЭС для проектирования цифровых схем с учетом требований контролепригодности /139/. В этом хе направлении вели работы фирмы Gen - Bad, Texas instruments, Ktao-Калифорнийский университет и Ка¬ лифорнийский университет в Беркли /140-143/. - 241 -
М. В. Таранчева ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕМ Стабильный интерес к вычислительным сетям в насто¬ ящее время обусловлен следующими факторами: - вниманием, которое все больше уделяется стоимо¬ сти обработки информации, эффективному управлению ре¬ сурсами и затратам на зарплату персоналу, связанному с разработкой и обслуживанием вычислительных систем; - ростом количества персональных ЭВМ и их объеди¬ нением в сети; - необходимостью выполнения операций без участия обслуживающего персонала; - сохранением непрерывности обработки информации при отказе одного или более обрабатывающих центров. Построение больших вычислительных сетей становится реальностью. Этому способствуют технологические ново¬ введения, приводящие к оптимизации показателей произво¬ дительности и стоимости, а также растущая компьютерная грамотность /I/. 1. Вопросы стандартизации В связи с быстрым развитием системных архитектур и техники средств связи, технически и экономически обес¬ печивающих создание аппаратуры распределенной обработки, возникла необходимость в разработке высококачественных стандартов на сетевые услуги, протоколы и интерфейсы. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
(ВОС, osi) получает широкую поддержку. В США Националь¬ ное бюро стандартов (НБС, NBS) разработало серию феде¬ ральных стандартов по обработке информации (Federal in¬ formation Processing Standards) по существу идентичных стандартам OSI. Фирма General Motors называет OSI ос¬ новой своего протокола автоматизации производства (ПАН). Министерство связи Канады (Canadian Department of Commu¬ nications) оказывает настойчивую поддержку OSI. Прави¬ тельство Англии в целях ускорения реализации OSI в стра¬ не приняло ее стратегию как руководотво к действию до завершения разработки протоколов высших уровней ОБ1.0на дает промежуточные решения и обеспечит быстрый переход к окончательным стандартам osi. В некоторых случаях Ан¬ глия финансирует реализацию стандартов osi. Министерст¬ во обороны США (МО, DOD) рассматривает пригодность про¬ токолов osi для удовлетворения своих требований,в част¬ ности, возможность обеспечения взаимодействия между TCP (transport control protocol) МО и тр)анспортным протоко¬ ле»;! OSI или замену им TCP /2/. В 1985 г. в Париже проходило заседание Международ¬ ной организации по стандартизации (iso), на котором сде¬ ланы дальнейшие шаги в разработке международных стан¬ дартов. Важнейшим результатом встречи подкомитета SC21, занимающегося разработкой стандартов для верхних уров¬ ней модели osi, явилось значительное объединение стан¬ дартов этих уровней. В Париже были сделаны шаги в на¬ правлении разработки стандартов сервиса и протокола уровня представления и стандарта пересылки и управления файлами в прикладном уровне. По мнению специалистов, к концу 1985 г. эти стандарты получат статус проекта стан¬ дарта, а к концу 1986 г. - статус международного стан¬ дарта iso /3/. Достижения в части архитектуры прикладного уровня способствовали разработке протоколов этого уровня. Эти достижения вызвали необходимость в новых проектах эле¬ ментов прикладного сервиса, таких как пересылка и уп¬ равление файлами, пересылка и обработка заданий. Ведет¬ ся дальнейшая разработка стандартов протоколов группи¬ - 243 -
ровки элементов сервиса /2/. Уточнение архитектуры прикладного уровня упрости¬ ло уровень представления. Модернизированная архитектура прикладного уровня допускает использование одного обще¬ го протокола для каждой прикладной программы. Благодаря этому стандарты уровня представления приняли вид ста¬ бильных документов. Услуги протокола данного уровня разделены на услуги соединения, контекста, передачи ин¬ формации и терминальные услуги.Услуги и протоколы уров¬ ня сессий являются стабильными документами, которым осталось пройти несколько этапов для того, чтобы полу¬ чить статус международных стандартов iso /2/. Работа в области транспортного уровня в связи с завершением определения стандарта транспортного прото¬ кола (ISO 8075, МККТТ 1.224) и определения его основных услуг (ISO 8072, МККТТ X.2I4) была сосредоточена на до¬ полнениях к новым стандартам, охватывающим работу без установления соединения, кодирование, формальное описа¬ ние и решение проблемы столкновений при установлении со¬ единений на сетевом уровне во время установления соеди¬ нения на транспортном уровне /4/. Активным участником в разработке стандартов iso яв¬ ляется НБС США. Бюро установило, что в США в значитель¬ ной степени будут использоваться 2- и 4-й классы транс¬ портного протокола, и разрабатывает стандарты только на эти классы. НБС рассмотрело добавление механизмов защи¬ ты в транспортный протокол /5/. По просьбе агентства De¬ fense Communications Agency НБС разрабатывает военный стандарт (MIL-STD), основанный на стандартах iso /6/. МО США имеет свой стандарт на транспортный прото¬ кол (MIL-STD-1778), называемый TCP. Этот протокол функ¬ ционально эквивалентен классу 4 транспортного протокола ISO, за исключением интерфейса с пользователем, формата и некоторых функций протокола. По мнению специалистов, на быстрейшее внедрение стандарта на протокол транспортного уровня влияют 2 фак¬ тора: I) решение правительств 10 стран - членов Европей¬ - 244 -
ского экономического общества о принятии такой политики поставок сетевых изделий, которая потребует применения в них стандартных протоколов OSI при любых правительст¬ венных закупках; 2) опубликование Национальным исследовательским консультативным комитетом (National Research Council Committee) США. доклада "Транспортные протоколы в сетях передачи данных МО" /7/, в котором рекомендуется при¬ нять транспортный и межсетевой протоколы ISO в качестве варианта транспортного (TCP) и межсетевого (IP ) прото¬ колов МО с возможностью их постепенного замещения /4,7/ На состоявшемся в марте 1985 г. заседании рабочей группы iso тс 97/SC6/WG2, занимающейся стандартами се¬ тевого уровня,статус международного стандарта получили: Определение сервиса сетевого уровня (ISO 8J48) и Прото¬ кол пакетного уровня (iso 8208). Протокол пакетного уровня iso соответствует пакетному уровню рекомендации Х.25 МККТТ.Статус проекта международного стандарта (ISO Dis 8J48/DAD2) получило Приложение к Определению серви¬ са сетевого уровня, охватывающее адресацию сетевого уровня /4/. Получив широкую поддержку фирм-изготовителей вы¬ числительной техники, стандарты OSI переходят из фазы разработки в фазу реализации. Фирма DEC наметила трюх- летнюю программу модификации своей сетевой архитектуры DNA в соответствии с международными стандартами. Фирма модифицирует нижние уровни своей сетевой архитектуры в соответствии с уже принятыми стандартами и создаст про¬ граммное изделие, реализующее транспорхгный уровень мо¬ дели osi, с 1986 г. начнет реализовывать в своих изде¬ лиях рекомендацию Х.400 МККТТ, модифицирует свою сеть коммутации пакетов в соответствии с пересмотренной в 1984 г. рекомендацией Х.25 МККТТ, обеспечит аппаратную и программную поддержки МАР фирмы General Motors и про¬ токола технического учреждения (ПТУ, ТОР) фирмы Boeing Computer Services /8-10/. Фирма IBM объявила о новом программном изделии, реализующем 4- и 5-й уровни модели OSI. Она также на¬ - 245 -
меревается разработать изделия, совместимые с 6- и 7-м уровнями модели osi, когда будут приняты стандарты на эти уровни. Фирмой объявлено об организации Европейско¬ го сетевого центра в Гейдельберге (ФРГ) для проведения исследований и испытаний изделий и программного обеспе¬ чения OSI. Этот центр будет открыт для членов европей¬ ских академических и исследовательских организаций и не будет разрабатывать изделия IBM /11-14/. Фирма Intel при полдержке фирм IBM и Microsoft разработала локальную сеть Open Net на основе сети Ethernet. Эта сеть охватывает все 7 уровней модели OSI и обеспечивает взаимодействие между различными микро- ЭВМ и операционными системами. По мнению специалистов ширмы, сеть Open Net обеспечивает стандарт виртуального соединения открытых систем и способствует дальнейшей реализации модели OSI. Фирма не собирается ограничи¬ ваться только микро-ЭВМ, а предполагает охватить все уровни ВТ /15-18/. Состоявшаяся в 1985 г. в Детройте выставка средств автоматизации производства Autofact’85 показала, что промышленность будет играть ведущую роль в -принятии стандартов OSI. Основным событием выставки была демон¬ страция взаимодействия систем,связавших инженерную кон¬ тору и промышленное предприятие и представленных более чем 20 поставщиками.Две сети,соответствующие стандартам IEEE 802,5 и 802.4, были соединены серией многошинных плат, разработанных фирмами Intel и International Net¬ working inc. Был реализован транспортный уровень моде¬ ли osi, частично реализованы уровень сессий и приклад¬ ной уровень, обеспечивающие дистанционное чтение,запись и пересылку файлов между двумя сетями. На выставке от¬ мечалась широкая поддержка стандартов OSI, а также про¬ токола автоматизации производства рирмы General Motors /19-21/. - 246 -
2. Метода формального описания, верификация и тестирование протоколов Сложность и размеры современных систем,нередко со¬ стоящих из компонентов, изготовленных различными Гирла¬ ми, вызвали настоятельную потребность в формальном их описании. Процесс разработки протокола состоит из фор¬ мального описания этого протокола, проверки правильно¬ сти принятой спецификации (верификация и проверка до¬ стоверности), получения предварительной информации о его производительности, реализации его непосредственно из формального описания и проверки полученной реализа¬ ции на соответствие этому описанию /22/. Все вопросы были рассмотрены на V Международной конференции по описанию, тестированию и верификации протоколов рабочей группы ifip 6.1 (ifip WG6.1 Fifth International Workshop on Protocol Specification, Tes¬ ting and Verification), состоявшейся в 1985 г. во Фран¬ ции. Доклады, представленные на конференции, можно раз¬ делить на 5 основных категорий: описание, языки описа¬ ния, моделирование, сравнение различных методов формаль¬ ного описания (ФО) и тестирование. Рассматривались ФО на основе числовых сетей Петри и сетей с предикатами. Был представлен новый метод ФО на основе атрибутной грамматики /23/. Аналогичный метод ФО, называемый Real-Time Asynchronous Grammar (RTAG), был предложен на IX Симпозиуме по вопросам передачи дан¬ ных. Этот метод дает детальную спецификацию протокола, позволяет получить реализацию протокола непосредственно из его спецификации. В качестве примера функционирова¬ ния RTAG рассматривалась спецификация 4-го класса транс¬ портного протокола ISO /24/. Рассматривалось использо¬ вание конечных автоматов для моделирования протокола фи¬ зического уровня /25/. Большой интерес представляет спецификация протоко¬ лов на языках программирования. На конференции ifip WG6.1 представлено использование языка программирова¬ ния Ada для описания реализаций связных протоколов. Ис- - 247 -
следовалось использование языка prolog для ФО, перевод с языка ESTELLE на ibolog, использование описания связ¬ ных протоколов на языке PROLOG для проверки достоверно¬ сти и оценки реализации. Дается описание языков ФО lo¬ tos, ESTELLE и SDL. Большое значение имеет получение реализации прото¬ кола непосредственно из его спецификации.В докладе Хан¬ сена (H.A.Hansson, Швеция) была рассмотрена автоматиче¬ ская реализация связных протоколов.Предложенный им спо¬ соб позволяет перевести ФО, основанное на конечных ав¬ томатах, на язык программирования Pascal. На конференции также рассматривались вопросы прог¬ нозирования производительности протоколов,сравнения раз¬ личных методов ФО. Было предложено оценивать различные ФО применительно к конкретным целям или требованиям.От¬ мечалось, что начата работа по стандартизации, направ¬ ленная на проверку соответствия изделий протокольным стандартам OSI, описывались основные аспекты методики тестирования, разработка аппаратуры тестирования /22/. Языки ESTELLE, LOTOS И SDL ОДОбреНЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗО- вания в качестве протокольных стандартов iso. Существу¬ ет ФО межсетевого протокола (Internetwork Protocol, ISO Dis 8475), а также 2- и 4-го классов транспортного про¬ токола (ISO 8075); планируется разработка ФО протокола уровня сессий (ISO 8527). Во всех этих описаниях будет использоваться язык esteiie /4/. 3. Локальные сети Появление и развитие локальных сетей (ЛС) является результатом развития вычислительной техники,которое при¬ вело к уменьшению стоимости аппаратуры, сопровождаемому увеличением ее возможностей. Микропроцессорная техника вызвала изменения в методах сбора и обработки информа¬ ции, а также в использовании ее различными организация¬ ми. Все более широко применяются текстовые процессоры, интеллектуальные рабочие станции. Возникла необходи - мбстьв коллективном использовании этих устройств, кото¬ 248 -
рая обеспечивается при помощи ЛС. Локальную сеть можно определить как сеть связи, обеспечивающую соединение между различными устройствами обработки информации в пределах небольшой территории /26-29/. Основные характеристики ЛС следующие: высокие скорости передачи данных(0,1-100 Мбит/с); небольшие расстояния (0,1-50 км); низкий коэффициент ошибок (ПГ^-РСГ^) /26/. Современное состояние в области ЛС характеризуется смешением различных технологий в так называемых’^гибрид¬ ных" сетях. Описывался гибридный протокол доступа НТИАР /30/, гибридный протокол доступа для сетей с шинной то¬ пологией /31/, гибридная сеть Hybrinet /32/. Все эти протоколы являются комбинацией маркерного доступа и до¬ ступа CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Col¬ lision Detection - множественного доступа с контролем несущей и обнаружением столкновений). Отмечено,что гиб¬ ридные протоколы повышают производительность ЛС. Помимо гибридных описывались протоколы Catenet про¬ екта Universe /33/, протокол доступа к сети L-Express проекта Campus Net /34/, протоколы CSMA/CD для сообще¬ ний с множественным приоритетом /35/,многоканальный ме¬ тод csma/CD /36/, протокол разрешения столкновений в сети с шинной топологией типа Ethernet /37/,протокол ди¬ станционного процедурного вызова в сети типа Ethernet /38/, групповые протоколы тестирования для канала со случайным множественным доступом и столкновениями /39/. Рассматривалась производительность сетей с тактирован¬ ным множественным доступом и управлением передачей /40/, оценивалась производительность кольцевых ЛС с маркерным доступом /41/ и сети Кембриджское кольцо (Cambridge Ring) /42/, сравнивалась производительность кольцевых сетей с различными методами доступа /43/. Стандартизация ЛС развивается под большим влиянием эталонной модели взаимодействия открытых систем (0SI). Начавшись на нижних уровнях протоколов,процесс стандар¬ тизации медленно двигался к верхним. Получили официаль¬ - 249 -
ное признание разработанные комитетом по стандартизации ЛС IEEE (IEEE 802 Local Area network Standards Commit¬ tee) стандарты: Ethernet (IEEE 802.5), шина с маркерным доступом (IEEE 802.4), кольцо с маркерным доступом (IEEE 802.5) /44/. В результате длительного функционирования сети Ethernet возник ряд ее разновидностей, использующих тот же метод доступа csma/cd, но различных по физическим уровням и скорости передачи информации (Cheapernet /45, 46/, starlan /46/ и др.). Некоторые из них были приняты ксмитетсы IEEE 802.5. В частности, была принята в ка¬ честве стандарта сеть Cheapemet, в процессе принятия находится сеть starlan. Однако не были приняты в каче¬ стве стандартов сети PC Net, Mirlan, Omninet /45/. Для успешного проведения автоматизации промышлен¬ ных предприятий и учреждений крайне необходимо обеспе¬ чить взаимодействие между различными ЛС, а также меж¬ ду локальными и глобальными сетями. Вопросами взаимо¬ действия между ЛС занимается группа межсетевого взаимо¬ действия IEEE 802.1 и подкомитет ISO ТС 97/SC 6. На физическом уровне простейшим способом межсете¬ вого взаимодействия является добавление регенератора или повторителя к передающей среде /47/. На канальной уровне используется так называемый мост с управлением доступом к среде (MAC bridge) /47,48/. В настоящее вре¬ мя существует несколько предложений по принципу работы этих мостов и вопрос будет решаться в комитете теее 802. Наибольший интерес представляет обеспечение межсе¬ тевого взаимодействия на сетевом уровне.Рассматривались стандарты для режима с установлением и без установления соединения. Это отражено в документах iso DP 8880 (час¬ ти 2 и 3). Комитет tree исследовал оба варианта. Для ЛС предпочтение отдается режиму с установлением соединения, что отражено в документе ISO dp 8880/2. Дается анализ и выбор протоколов, которые могут обеспечить в ЛС сетевой сервис в соответствии с моделью OSI /47/. iso и IEEE определяют шлюзы для соединения ЛС с общественными се¬ тями, что отражено в Дополнении В к документу DP 8881 и - 250 -
рабочем документе IEEE 802.1. Была предпринята попытка описать протокол, предполагающий предельную простоту шлюза. Другой метод состоит в развязке двух сторон шлю¬ за и переключении функций, В настоящее время стандарт, определяющий функцию шлюза, отсутствует /47/. Ведется разработка стандартов более высоких уров¬ ней, которые должны обеспечивать пересылку файла,доступ к файлу и обмен сообщениями. С целью обеспечения прак¬ тической реализации этих функций для 5-го (сеансового), 6-го (представительного) и 7-го (прикладного) уровней выделились две группы фирм. В первую входят фирмы IBM, Intel и Microsoft, которые определили набор протоколов для дистанционного доступа к файлам через сеть. Эти про¬ токолы были реализованы в четырех основных операционных системах: iRMX 86 реального времени,Microsoft Xenix RJ, ms-dos и po-dos. Ожидается их реализация и в других опе¬ рационных системах. Деятельность второй группы направле¬ на на автоматизацию производства. Ее возглавляют фирмы General Motors И IBM. В нее ВХОДЯТ флрмы Intel, Hewlett- Packard, Allen-Bradley, dec и другие. Эта группа зани¬ мается разработкой протокола автоматизации производства (ПАП). На 5-, 6- и 7-м уровнях ПАП используется предло¬ женный ISO протокол передачи файла и протокол обмена со¬ общениями ммср. Предлагаемая этой группой ЛС имеет то¬ пологию шины с маркерным доступом и соответствует 7- уровневой модели iso /49/. В 1985 г. состоялось долгожданное объявление о коль¬ цевой сети с маркерным доступом фирмы IBM. По мнению специалистов, эта сеть будет способствовать быстрому ус¬ тановлению стандарта "де факто", обеспечению совмести¬ мости с моделью iso, а также интерфейсов между изделия¬ ми фирмы IBM и других фирм. В настоящее время сеть тле¬ ет скорость передачи данных 4 Мбит/с и обладает возмож¬ ностью проверки качества системы и кабелей. В дальней¬ шем фирма предполагает увеличить скорость передачи до 16 Мбит/с.Сеть имеет высокую стоимость и,по мнению спе¬ циалистов, страны Западной Европы смогут приобрести ее не ранее середины 1986 г. /50-53/. - 251 -
В настоящее время очень перспективны работы по со¬ зданию волоконно-оптических ЛС. Волоконно-оптические си¬ стемы имеют очень высокую скорость передачи информации (200 Мбит/с), высокую степень защищенности и низкий ко¬ эффициент ошибок. В Англии рассматривалась возможность использования волоконной оптики в сети Кембриджское кольцо. Оптиче¬ ское Кембриджское кольцо имеет пропускную способность 1,3 Мбит/с, скорость передачи данных 10 Мбит/с,расстоя¬ ние между узлами 2 км. В настоящее время проводятся дальнейшие эксперименты. Фирма Piessey при поддержке фирмы British Telecom разработала волоконно-оптический канал для использования в сетях, и особенно в кольцевых сетях с маркерным доступом, который допускает скорость передачи данных до 50 Мбит/с, а при прямой передаче(ми¬ нуя кодер/декодер) до 100 Мбит/с. Фирма Siemens (ФИ?) разрабатывает волоконно-оптические ЛС, совместимые с сетью Ethernet. Одна из них имеет топологию звезды,рас¬ стояние между узлами I км, скорость передачи порядка 10 Мбит/с, что при использовании Манчестерского кодиро¬ вания соответствует линейной скорюсти передачи 20 Мбит/с /54/. В Японии работы по созданию волоконно-оптических систем начались еще в 1977 г. Первой экспериментальной волоконно-оптической ЛС явилась сеть Ring Century Bus Network, разработанная фирмой Toshiba в 1978 г., за ней последовали OPAInet (разработана лабораторией Electri¬ cal Communication Laboratory фгрмы NTT в 1979 г.) И RIPS-Net (разработана агентством Agency of Industrial Science and Technology и фирмой Fujitsu в 1980 г.). Сей¬ час в Японии широко используются мелкие и средние воло¬ конно-оптические ЛС. Проводятся испытания больших воло¬ конно-оптических ЛС для того, чтобы оценить общую про¬ изводительность. Фирма NTT провела испытания двух ЛС: сеть OPAInet-II (Optical Accessing Loop Network System) имеет топологию петли, скорость передачи 100 Мбит/с,тле¬ ется возможность коммутации каналов и коммутации паке¬ тов; сеть SOLARnet (Star Configured Optical Local Area - 252 -
Network) имеет топологию звезда, скорость передачи 32 Мбит/с, в ней используется коммутация пакетов. В хо¬ де испытаний, проведенных в лаборатории Blectrical Com¬ munication Laboratory, были определены общие характери¬ стики обеих систем, характеристики каждого оптического устройства и сопутствующей аппаратуры /55-57/. В течение года функционировала в научно-исследова¬ тельском центре фирмы Xerox сеть Fibernet II. Эта воло¬ конно-оптическая ЛС имеет топологию активной звезды.Она совместима с сетью Ethernet, в которой используется ко¬ аксиальный кабель. Проведенные эксперименты показывают, что сеть Fibernet п имеет лучшую устойчивость к элек¬ тромагнитным воздействиям и шумам, лучшую защищенность по сравнению с сетью Ethernet, а также обладает возмож¬ ностью выбора топологии сети /58/. Топологию пассивной звезда имеют сети Codenet (^ирма Codenoll) и Net-One (фирмы Ungermann-Bass и Sie- сог). Они совместимы с сетью Ethernet и предназначены для передачи информации /59,60/. Вопросы волоконной оптики находят свое отражение в деятельности организаций по стандартизации.Основные на¬ правления деятельности тех из них, которые работают в области ЛС, следующие: IEC/TC 8JWG IEC/TC 86 IEEE 802 - изучает волоконно-оптические каналы и ЛС, использующие метод доступа CSMA/CD. - занимается волоконно-оптическими кабеля¬ ми, соединителями, терминальными устрой¬ ствами и т.д., а также условиями испыта¬ ний. - имеет техническую консультативную груп¬ пу, которая оказывает другим группам кон¬ сультации по вопросам волоконной оптики. Внутри комитета теее 802.3 проводится ра¬ бота но определению волоконно-оптическо¬ го межповторительного канала (FOIRL).Ко¬ митет тике 802.4 сформировал группу по изучению конструкции кольцевой сети с маркерным доступом с использованием во¬ - 253 -
локонной оптики. Комитет IEEE 802.6 раз¬ работал проект стандарта на кольцевую сеть с тактированным доступам и скоро¬ стью передачи 50 Мбит/с. ANSI Х3/Т9.5 - исследует волоконно-оптическую систему с кольцевой топологией, имеющую скорость передачи 100 Мбит/с, которая называется Fibre Distributed Data interface (FDDI). ELA TR44 - занимается оптическими системами связи для ЛС. Комитет Рб занимается вопросами терминологии, устройствами для обеспече¬ ния межсоединений, методикой испытаний. Деятельность всех этих организаций координируется в комитете ansi /59-61/. Волоконная оптика является перспективным средством передачи для ЛС. В связи с уменьшением стоимости воло¬ конно-оптических компонентов волоконные кабели имеют лучшее соотношение стоимость/производительность по срав¬ нению с обычными кабелями. Сети с высокими скоростями передачи могут быть реализованы только с использованием волоконной оптики /60/. - 254 -
СОКРАЩЕНИЯ АЛУ - арифметико-логическое устройство АП - автоматизация проектирования AIM - автоматизированное рабочее место АУ - арифметическое устройство БД - база данных БИС - большая интегральная схема БПФ - быстрое преобразование Фурье ВЗУ - внешнее заломинапцее устройство ВМ - вычислительная машина ВП - векторный процессор ВНП - валовой национальный продукт ВС - вычислительная система ВТ - вычислительная техника ВЦ - вычислительный центр ДДФ - дискретное преобразование Фурье ДЗУПВ - динамическое запоминающее устройство с произ¬ вольной выборкой ЗУ - запоминающее устройство ЗУПВ - запоминающее устройство с произвольной выбор¬ кой ЗЭ - запоминающий элемент ИИ - искусственный интеллект ИП - источник питания ИС - интегральная схема КИА - контрольно-измерительная аппаратура КН - кристаллоноситель КП - контактная площадка КТР - коэффициент теплового расширения ЛС - локальные сети ЛВС - логический вывод в секунду МБД - машина для управления базой данных МЛМ - машина логического моделирования ММП - мультимикропроцессорный МО - Министерство обороны МП - микропроцессор - 255 -
МШ - многослойная печатная плата МС - межсоединение МФО - метод формального описания НБС - национальное бюро стандартов НМД - накопитель на магнитных дисках НМД - накопитель на магнитных лентах НОД - накопитель на оптических дисках НУС - соединитель с нулевым усилием сочленения ОВМ - оптическая вычислительная машина ОЗУ - оперативное запоминающее устройство ОС - операционная система ПАП - протокол автоматизации производства ПЗУ - постоянное запоминающее устройство ПО - программное обеспечение ПП - печатная плата ППЗУ - полупостоянное запоминающее устройство ПСМ - программно совместимая машина ПЭ - процессорный элемент РЛС - радиолокационная станция И© - реальный масштаб времени САПР - система автоматизации проектирования СБИС - сверхбольшая интегральная ехала СЗУПВ - статическое запоминающее устройство с произ¬ вольной выборкой ССИС - сверхбыстродействующая ИС СУБД - система управления базой данных УВВ - устройство ввода-вывода ФО - формальное описание ЦП - центральный процессор ЭВМ - электронная вычислительная машина ЭС - экспертная система ЭСППЗУ - полупостоянное ЗУ с электрическим стиранием информации ЯВУ - язык высокого уровня ЯОА - язык описания аппаратуры ЯП - язык программирования - 256 - э
Литература к разделу I 1. Electronics, 1986,v.59,10/111, N 10,р.45-52. 2. Datamation,1985,v.31,15/Ш, N 6, р.40-42. 3. Electronics,1986,v.59,27/1, N 4, р.65-66. 4. Computer, 1985,v.18,VI, N 6, р.57-73. 5. Electronics,!986,v.59,Ю/II, N 6, р.9. 6. Electronic News, 1985,v.31,10/VI,N 1553,p.22,24. 7. Вычислительная техника за рубежом в 1984 г.М., ШМ и ВТ АН СССР,1985,268 с. 8. Computer,1985,v.18,XII, N 12,р.10-23. 9. Computer Design,1985,v.24,15/VIII, N 10.p.57-66. 10. Aerospace America,1985,v.23,VIII, N 8,p.56-60. 11. Federal Supercomputer Programs and Policies,Hearing before the Commitee on Science and Technology. U.S.House of Repre¬ sentatives (1985,10/VI,N 44).Washington,1986,801 p. 12. electronic Business,1985,v.11,1 /XI,N 21,p.46-58. 13. Electronic Business,1985,v.11, 1/VTII, N 15,p.58-60. 14. Electronics,1985,v.58,29/VII, N 30,p.56-58. 15. Computer Design,1985,v.24,1/IX, N 11,p.32,34,36. 16. Computer Design,1985,v.24,XII, N 17,p.47-52.56* 17. Aviation Week and Space Technology,1985,v.122,4/111, N 9, p.81-83. 18. Electronics,1985,v.58,18/XI, N 46,p.24-25. 19. Electronics,1985,v.58,25/XI, N 47,p.19-20. 20. Aviation Week and Space Technology,1985,v.122,1 5/IV,N 15, p.13. 21. Electronics Week,1985,v.58,13/V, N 19,p.2O. 22. Aviation V/eek and Space Technology, 1985,v. 123,9/XII, N 23, p.119. 23. Computer Design, 1985,v.24,15/VIII,N 10,p.76-81. 24. Computer,1985,v.18,VI,N 6,p.43-56. 25. Electronics Week,1985,v.58,22/IV,N 16,p.36-38. 26. Datamation,1985,v.31,1/X, N 19,p.68,70,72,76,78. 27. Electronics,1985,v.58,16/IX,N 34,p.32,37. 28. Aerospace America,1985, v.23,IV,N 4,p.41-43. 29. Communications of the ACM,1985,v.28,VII,N7,p.690-704. 30. Aviation Week and Space Теchnology,1985,v.122,22/IV, N 16, p.46-54. - 257 -
31. Datamation,1985,V.31,1/IX, N 17,p.36,38. 32. Electronics,1985,v.58,9/XII, N 49, p.47-48. 33. Aerospace America, 1985,v.23,VI, N 6, p.1. 34. Computer, 1985,v.18,VI, N 6,p.76-92. 35. IEEE Design and Test of Computers,1985,v.2,X,N 5,p.90-97. 36. Computer Weekly,1985,5/XII, N 992,p.28. 37. Electronics Week, 1985,v.58,29/IV,N17,p.22. 38. Computer Weekly,1985,12/XII, N 993, p.10. 39. Computer Weekly, 1985,5/XII, N 992,p.26-27. 40. Computer, 1985,v. 18,IX, N 9, p.68-79. 41. Electronics Week, 1985, v.58,10/VI, N 23, p.24-27. 42. Photonics Spectra, 1985,v.19,N 4,p.64. - 258 -
Литература к разделу II 1. Europa Report, 1985,v.16,21/VI, N 12, р.5-7. 2. Electronica, 1986, v.59,27/I, N 4, p.37-46. 3. Electronics, 1986, v. 59,20/1, N 3, p.68. 4. Datamation, 1986, v.32,1/IV, N 7, p.75-76,78. 5. Asian Computer Monthly,1985,VIII, N 94,p.35. 6. Datamation, 1985,v.31,1/IX,N 17,p.34-35. 7. Communication of the ACM,1985, v.28,II,N 2,p.142-151. 8. Infosystems,1985,v.32,VI,N 6,p.66-68. 9. Electronic Business,1985,v.11,15/V, N 10,p,19. 10. Electronics, 1986,v.59,10/III,N 10,p.44-52. 11. Federal Supercomputer Programs and Policies.Hearing before the Commitee on Science and Technology, U.S.House of Representatives (1985,10/VI, N 44). Washington, 1986,801 p. 12. Electronics, 1986, v.59,27/1, N 4, p.65-66. 13. Information Week, 1985, 8/IV, N 009, p.26-28,30-33. 14. Вычислительная техника за рубежом в 1984 г. М., ИТМ и ВТ АН СССР, 1985, 268 с. 15. Electronic Business,1985,v.11,15/III, N 6,р.32-33. 16. Electronic Business, 1985, v.11,1/XI, N 21,p.46-48, 53-55,58. 17. Aviation Week and Space Technology,1985,v.123,26/VIII, N 8,p.59,62. 18. Electronic Business, 1985, v.11,1/V, N 9,p.154-156. 19. Electronic Business, 1985, v.11,1/VIII, N 15,p.58-60. 20. Mini-Micro Systems,1985,IV,p.109-110,113-114. 21. Electronic Business, 1985,v.11,1 5/V,N 10,p.60-62. 22. Electronic Business,1985,v.11,15/X,N 20,p.63-64,66. 23. Electronics,1986,v.59,6/1,N 1,p.39-58. 24. Petroleum Economist, 1986,v.53,II, N 2;IV, N 4P 25. Computerworld,!985,v.19,4/XII, N 48A,p.18,20-22. 26. Electronics,1985,v.58,8/VII, N 27,p.36-39. 27. EDP Industry Report, 1985,v.21,20/XII,N 17,p.1-8. 28. EDP Industry Report,1985,v.21,25/IX, N 10,p.1-7. 29. Chemical Engineering,1985,v.92,5/VIII,N 16,p.1O. 30. Electronic Business, 1985,v.11,1/IX,N 17, p,82-83,88,90. 31. Electronics Week, 1985,v.58,15/IV, N 15,p.33. 32. National Science Foundation’ News,1985,VI, 14 p. 33. Electronic Business, 1985,v,11,15/VI, N 12, p.70,72. 34. Datamation, 1985,v.31,15/XI, N 22, p.44,48,52. - 259 -
35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. Datamation,1986,v.32,1/111, N 5, p.22-24. Datamation, 1986, v.32, 15/IV, N 8, p.26-28. Electronics, 1986, v.59,1O/III, N 10,p.17,20. Telematics and Informatics, 1985,v.2,N 1, p.29-31. Electronic Business., 1986, v. 12, 15/1, N 2, p.92-96. Electronics, 1985, v.58, 29/IV, N 17, p.48-57. Electronic Business, 1985, v.11, 10/XII, N 23, p.66-68. Electronic Business, 1985, v.11, 15/V, N 10, p.59-60. Datamation, 1985, v.31,1/III, N 13, p.147-148,150,152. High-Tech Marketing, 1985, v.2,IX, N 9, p.21-22,24-27. Datamation, 1985, v.31,1/VI, N 11, p. 37-,. ,.182. Business Computing and Communications, 1985, IX, p.26-30. Electronic Business, 1986,v.12,15/IV, N 8, p.108,110,114, 116. Datamation, 1986, v.32, 1/1, N 1, p.42-46. Datamation, 1986, v.32, 15/11, N 4, p.44,48. Electronic Business, 1985, v.11,1/V, N 9, p.112. Electronic Business, 1985, v.11, 15/VIII, N 16, p.57-...71. EDP Industry Report, 1985, Electronic Business, 1985, Electronic Business, 1985, Europe Report, 1986, v.17, v.21, 18/VI, N 3, p.1-5. v.11, 1/IX, N 17, p.61-62,64. v.11,1/X, N 19,p.126-129. 21/11, N 3, p.7. Datamation, 1985, v.31, 15/VIII, N 16, p.42-44. Datamation, 1985, v.31, 1/XI, N 21, p.43-44,46,50. Datamation, 1986,v.32,15/III, N 6, p.60. EDP Industry Report, 1986, v.21,21/1, N 18,p.1-5. Computerworld, 1985, v.19, 6/V, N 18, p.98. Datamation, 1985> v.31,1/VIII, N 15, p.46-48,52. Aviation Week and Space Technology, 1985, v.122, 15/IV, N 15, p.13. Aviation Week and Space Technology,* 1985, v.122, 22/IV, N 16, p.46-47,51,53-54. Electronic Business, 1985, v.11, 15/VIII, N 16, p.138-139. Electronics Week,1985,v.58,8/IV,N 14,p.13. Electronic News, 1985, v.31,14/X, N 1571,p.18,24. EDP Industry Report, 1985, v.21, 11/XII, N 16, p.8. Electronic Business, 1985, v.11, 15/VIII, N 16, p.42. Information Week, 1985, 1/IV, N 008, p.24. Electronics, 1986, v.59,17/111, N 11, p.15-16. Electronic Business, 1985, v.11, 15/Ш, N 6, p. 110,115-116. Datamation, 1985, v.31,1/IX, N 17, p.64-4-...64-14. Asian Computer Monthly, 1985, VIII, N 94, p.36-37. - 260 -
74. Datamation,1986, v.32,1/III, N 5, p.48-2,48-3,48-4. 75. EDP Industry Report, 1985,v.21, 22/XI, N 14, p.1-5. 76. Datamation, 1985, v.31,1/XI, N 21, p.36-38,43. 77. Asian Computer Mohthly, 1985, VIII, pt52-54. 78. EDP Industry Report, 1985, v.21, 14/V, N 1, p.7. 79. Electronic Business, 1985, v.11,15/VI, N 12, p.84,86. 80. Technocrat, 1985, v.18,V, N 5, p.25-29. 81» Electronic Business, 1985, v. 11, 15/1, N 20, p.40-42, 4.6,48-49,52,54,59. 82. Asian Computer Monthly, 1985, VIII, p.37. 83. Tokyo Business Today, 1986, III, p.50-56. 84. The Economist, 1986,v.299,12/IV, N 7441, p.78. 85. Datamation, 1985,v.31,1/VIII, Я 15, p.56-5,56-6,56-10, 56-11. 86. Electronic Business, 1985,v.11, 15/VI, N 12,p.46,48. 87. Electronics, 1985,v.58,28/X, N 43,p.20-21. 88. Data Processing, 1986,v.28,I-II, N 1, p.3. 89. Europa Report, 1986, v.11,13/1, N 1. 90. New Scientist, 1985,v.107,1/VIII, N 1467, p.18. 91. Electronics,1985,v.58,2/XII, N 48,p.53-54. 92. Electronic Business, 1986, v. 12,15/UI, N 6, p.27-28. 93. Datamation, 1985, v.31, 15/XI, N 22, p.64,75. 94. Electronics, 1986, v.59,17/111, N 11, p.9. 95. Electronics, 1985,v.58,9/XII, N 49,p.11. 96. Datamation,1986,v.32,15/1, N 2, p.28. 97. Electronic Business, 1985, v.11, 1/X, N 19, p.116-118. - 261 -
Литература к разделу ill 1. Electronics, 1985, v.58, 29/VII, N 50, p.26. 2. Electronics, 1985, v.58, 29/VII, N 50, p.56-58. 5. Electronic News, 1985, v.51, 29/VII, N 1560, p.24. 4. Datamation, 1985, v.51, 1/IX, N 17, p.156. 5. Computerworld, 1985, v.19, 1/VII, N 26, p.1,4, 6. Electronic News, 1985, v.51, 24/VI, N 1555, P,20. 7. Electronic News, 1985, v.51, 8/VII, N 1557, p.22. 8. Europa Report, 1985, v.16, 7/VIII, N 15, p.9* 9. Electronic News, 1985, v.51, 28/X, N 1573, p.20,25,24. 10. Computing Canada, 1985, v.11, 14/XI, N 25, p.1,2. 11. Computer Wteekly, 1985, 24/X, p.1. 12. Automation News, 1985, v.5, 2/XII, N 16, p.14. 15. Systems International, 1985, v.15, XII, N 12, p.10. 14. EDP Industry Report, 1985, v.21, 28/X, N 12, p.8. 15< Computerworld, 1985, ▼•'19, 25/11, N 8, p.2. 16. Computerworld, 1985, v.19, 4/III, N 9, p.85,87. 17. Computer Weekly, 1985, 11/VTI, p.5* 18. Electronics Week, 1985, v.58, 15/V, N 19, p.20. 19. EDN, 1985, v.30, 26/XII, N 28, p.50. 20. Oomputerworld, 1985, v.19, 1/IV, N 15, p.1,8. 21. Computerworld, 1985, v.19, 1/IV, N 15, p.10. 22. Computer Weekly, 1985, 4/IV, N 957, p.3. 25. Oomputerworld, 1985, v.19, 2/XII, N 48, p.41,48. 24. New Zealand Interface, 1985, VT, p.22. 25. Electronic News, 1985, v.51, 14/X, N 1571, p.20. 26. Computer Weekly, 1985, 17/X, p.6. 27. Computerworld, 1985, v.19, 14/X, N 41, p.2. 28. Datamation, 1985, v^51, 15/XII, N 24, p.73,74. 29. Europa Report, 1985, v.16, 30/X, N 20, p.2,5. 50. Electronic News, 1984, v.50, 51/XII, N 1530, p.1,12. 51. Computing.The Newspaper, 1985, 14/11, p.52. 32. New Zealand Interface, 1985, HI, p.15. 53. Computer Weekly, 1985, 17/X, p.8. 54. Electronic News, 1985, v.51, 10/VI, N 1553, p.22,24. 55. Ordinateurs, 1985, 10/VI, N 546, p.9. 36. Computerworld, 1985, v.19, 10/VI, N 25, p.1,8. 57* Canadian Datasystems, 1985, v.17, VII, N 7» p.60. 38. Datamation, 1985, v.51, 1/IX, N 17, p.155,136. 39* Aviation Week and Space Technology, 1985, v.125, 25/IX, N 21, p.75. - 262 -
40. Computerworld, 1985» v.19, 4/XI, N 44, p.39,40,44. 41. Electronics Week, 1985, v.58, 10/VI, N 23, p.12. 42. EDP Industry Report, 1985, v.21, 18/VI, N 3, p.8. 43. Datamation, 1985, v.31, 1/VHI, N 15, p.46-48,52. 44. Electronics, 1985, v.58, 9/IX, N 36, p.92-97. 45. 01 Informative Hebdo, 1985,21/X, N 876, p.61-64,66. 46. Computer Weekly, 1985, 26/IX, p.6. 47. Electronic News, 1985, v.31, 23/IX, N 1568, p.28. 48. Сотриterworld,1985, v.19, 23/IX, N 38, p.4. 49. Datamation, 1985, v.31, 1/VI, N 11, p.9. 50. Electronics, 1985, v.58, 28/X, N 43, p.12. 51. Ordinateurs, 1985, 28/X, N 358, p.6. 52. Computerworld, 1985, v.19, 25/XI, N 47, p.1,6. 53. Electronic News, 1985, v.31, 14/X, N 1571, p.18,24. 54. Computing.The Newspaper, 1985, 14/XI, p.11. 55. Computer, 1985, v.18, VJ, N 6, p.29-40. 56. Computing.The Newspaper, 1985, 12/XII, p.9. 57. Computerworld, 1985, v.19, 25/11, N 8, p.79. 58. Computerworld, 1985, v.19, 22/TV, N 16, p.87,91. 59. Datamation, 1985, v.31, 15/XI, N22, p.44,48,52. 60. Computerworld, 1985-1986, v.19-20, N 52-1, 30/XII-6/I, p.103. 61. Electronics Week, 1985, v.58, 4/II, N 5, p.90. 62. Computerworld, 1985, v.19, 4/II, N 5, p.55,60. 63. Electronic News, 1985, v.31, 18/11, N 1537» p.32. 64. Systems International, 1985, v.13, III, N 3, p.10. 65. Computer Systems, 1985, v.5, III, N 3, p.10. 66. Canadian Datasystems, 1985, v.17, XI, N 11, p.78,79* 67. Computer Design, 1985, v.24, XII, N 17, p.62. 68. Computing.The Newspaper, 1985, 29/VTII, p.6. 69. Electronics, 1985, v.58, 26/VIII, N 34, p.53. 70. Electronic News, 1985, v.31, 4/XI, N 1574, p.26. 71. Europa Report, 1985, v.16, 16/IX, N 17, p.1. 72. Computerworld, 1985, v.19, 1/IV, N 13, p.1,4. 73. Datamation, 1985, v.31, 15/V, N 10, p.146. 74. EDP Industry Report, 1985, v.20, 29/Ш, N 23, p.1-4. 75. Europa Report, 1985, v.16, 30/TV, N 8, p.5. 76. Electronics Week, 1985, v.58, 1/1, N 1, p.102. 77. Electronic News, 1985, v.31, 18/11, N 1537, p.1,8,95. 78. Computerworld, 1985, v.19, 25/H, N 8, p.6. 79. Irish Computer, 1985, v.9, N 1, p.18. 80. Electronic News, 1985, v.31, 18/11, N 1537, p.20,36. - 263 -
81. Computing.The Newspaper, 1985, 14/11, p.3. 82. Electronic News, 1985» v.31, 18/11, N 1557, p.8. 83. Computetworid, 1985, v.19, 18/11, N 7, p.1,4. 84. Computer Data, 1985, v.10, III, N 3, p.7* 85. Canadian Datasystems, 1985, v.17, III, N 3, p.64. 86. What’s New in Computing, 1985, IV, p.5* 87. Electronic News, 1985, v.31, 17/VI, N 1554, p.1,6. 88. Electronic News, 1985, v.31, 20/V, N 1550, p.20. 89. Computer Weekly, 1985, 2/V, N 961, p.14. 90. Computing.The Newspaper, 1985, 9/V, p.1. 91. Computing.The Newspsper, 1985, 18/VII, p.3. 92. Computer Weekly, 1985, 11/VII, p.9. 93. Computer Weekly, 1985, 25/VII, p.2. 94. Computing.The Newspaper, 1985, 14/XI, p.2. 95. EDP Industry Report, 1985, v.21, 18/VT, N 3, p.1-5* 96. Electronic News, 1985, v.31, 7/X, N 1570, p.22. 97. Electronics, 1986, v.59, 5/H, N 5, P*55-57. 98. EDP Industry Report, 1985, v.21, 9/X, N 11, p.1-4. 99. Computer Weekly, 1985, 12/XII, p.24. 100. Electronic News, 1985, v.31, 26/VIII, N 1564, p.20,22. 101. Computer Weekly, 1985, 29/VIII, p.3* 102. Asian Computer Weekly,1985, v.6, IX, N17, p.25* 103. Electronics, 1985, v.58, 26/VIII, N 34, p.16. 104. Datamation, 1985, v.31, 1/X, N 19, P*60. 105. New Electronics, 1985, v.18, 3/IX, N 17, p*26. 106. Science News,1985, v.128, 10/VIII, N 6, p.88. 107. Systems International, 1985, v.13, X, N 10, p.8. 108. Electronic Business, 1985, v.11, 1/V, N 9, p.10. 109. SIGARH Newsletter, 1985, v.13, VI, Issue 3, p.108-115* 110. Computerworld, 1985, v.19, 18/III, N 11, p.1,9. 111. EDP Industry Report, 1985, v.20, 20/III, N 22, p.7* 112. Canadian Datasystems, 1985, v.17, V, N 5, p*31. 113. Electronic News, 1985, v.31, 2/IX, N 1565, p.16. 114. Electronic News, 1985, v.31, 16/IX, N 1567, p.22,29. 115. Europa Report, 1985, v.16, 30/IX, N 18, p.1,2. 116. Datamation, v.31, 15/XI, N 22, p.155,156. 117. Computerworld, 1985, v.19, 22/IV, N 16, p.8. 118. Data Processing, 1985, v.27, IX, N 7, P»52. 119. Computerworld, 1985, v.19, 15/IV, N 15, p.6. 120. Computer Design, 1985, v*24, VI, N 6, p.189. 121. Asian Computer Monthly, 1985, VII, N 95, p*25* 122. Computerworld, 1985, v.19, 22/TV, N16, p.8. - 264 -
123. What’s New in Computing, 1985, VIII-IX, p.12. 124. Computing.The Newspaper, 1985, 18/IV, p.6. 125. Electronics Week, 1985, v.58, 22/IV, N 16, p.13. 126. Electronic News, 1985, v.31, 29/TV, N 1547, p.29* 127. EDP Industry Report, 1985, v.21, 14/V, N 1, p.7. 128. Asian Computer Monthly, 1985, VIII, N 94, p.52-54. 129. Electronic News, 1985, v.31, 21/1, N 1533, p.26. 130. Computerworld, 1985, v.19, 21/1, N 3, p.61. 131. Electronics, 1985, v.58, 26/VIII, N 34, p.11. 132. JET News, 1985, v.5, 18/XII, N 10, p.6. 133. Electronics, 1985, v.58, 25/XI, N 47, p.20,22. 134. New Scientist, 1986, v.109, 6/П, N 1494, p.34. 135. Datamation, 1985, v.31, 1/X, N 19, p.9. 136. Electronics, 1985, v.58, 18/XI, N 46, p.19< 137. Electronics Week, 1985, v.58, 18/III, N 11, p.16-17. 138. New Electronics, 1985, v.18, 19/IH, N 6, p.11. 139. Computing.The Newspaper, 1985, 14/III, p.3. 140. Computerworld, 1985, v.31, 25/III, N 12, p.75,82. 141. Electronic News, 1985, v.31, 10/VI, N 1553, p.22. 142. Electronic News, 1985, v.31, 28/X, N 1573, p.E25. 143. Electronics Weekly, 1986, 29/1, N 1301, p.6. 144. Electronics Week, 1985, v.58, 11/III, N 10, p.16-17. 145. Electronic News, 1985, v.31, 4/HI, N 1539, p.1,8. 146. Computing.The Newspaper, 1985 , 25/TV, p.3* 147. Computing.The Newspaper, 1985, 25/IV, p.13. 148. Computing.The Newspaper, 1985, 2/V, p.18. 149. Electronic News, 1985, v.31, 29/IV, N 1547, p.28. 150. Electronics Week, 1985, v.58, 29/IV, N 17, p.13. 151. Computer Weekly, 1985, 23/V, p.10. 152. Asian Computer Monthly, 1985, VII, N 93, p.28. 153. Europa Report, 1985, v.16, 30/IV, N 8, p.1-3. 154. Datamation, 1985, v.31, 1/V, N 9, p.40,45,46,50. 155. Electronic News, 1985, v.31, 11/XI, N 1575, Sect.1, p.26. 156. Computing.The Newspaper, 1985, 12/XII, p.6. - 265 -
Литература к разделу 1У 1. Computer Design, 1985» v.24, 15/VIII, N 10, р.57-66. 2. Computer, 1985» v.16, V, N 5» p.58-47. 5. Electronics Week, 1985» v.58, 22/IV, N 16, p.56-58. 4. Communications of the ACM, 1985, v.28, VII, N 7» p.690-705 5. Computer, 1985» v.18, VI, N 6, p.29-40. 6. Computer, 1985» v.18, VT, N 6, p.57-75. 7• Parallel Computing, 1985» v.2, VI, N 2, p.119-156. 8. Datamation, 1985, v.51, 1/IX, N 17, p.155-156. 9. Two Decent Supercomputers, the Cray 2 and SX-2. CKRN^Data Handling Division, 1985, X, 11 p. 10. Computer, 1985, v.18, VIII, N 8, p.116. 11. Computerworld, 1985, v.19, 10/VI, N 25, p.1,8. 12. Вычислительная техника за рубежом в 1984 г. М., ИТМ и ВТ АН СССР, 1985 , 268 с. 15. Ordinateurs, 1985, 10/VI, К 546, р.9. 14. Datamation, 1985, v.51, 1/VIII, N 15, р.46-48,52. 15. Ordinateurs, 1985 , 28/X, N 558, p.6. 16. Computing. The Newspaper, 1985 , 4/VII, p.15. 17. Canadian Datasystems, 1985, v.17, IV, N 4, p.62-65,69-71. 18. Computer Weekly, 1985, 25/IV, N 960, p.24-25. 19. High-Speed Computation. NATO ASI Series, v.F7. Ed. by J.S. Kowalik. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New-York, Tokyo, 1984, 457 p. 20. IEEE Spectrum, 1985, v.22, I, N 1, p.42-44. 21. Fujitsu Science Technical Journal, 1985, v.21, III, N 1, p.90-108. 22. Datamation, 1985, v.51, 1/II, N 5, p.9. 25. Nikkei Electronics,1984, N 554, p.257-272. 24. Proceedings of the Conference on Peripheral Array Proces¬ sors, 11-12/X, 1984, Boston, Mass., p.27-57. 25. Computerworld, 1985, v.19, 4/II, N 5, p.55,60. 26. Computer Weekly, 1985, 29/VIII, p.5. 27. Computer Design, 1985, v.24, 1/VIII, N 9, p.54-58. 28. Design Engineering, 1985, v.51, XI, N 11, p.56-41. 29. Computerworld, 1985, v.19, 7/X, N 40, p.1,4. 50. Electronic News, 1985, 7/X, N 1570, p.22. 51. Computer Design, 1985, v.24, 1/IX, N 11, p.52-56. 52. Electronics, 1985, v.58, 17/VI, N 24, p.51-52. 55. Computer Design, 1985, v.24, IV, N 4, p.169-176. 54. Electronics, 1985, v.58, 29/VII, N 50. p.26,56-58. - 266 -
55. Datamation, 1985» v.51, 1ДП, N 25, p.95-104. 56. Computer Design, 1985, v.24, 15/VIII, N 10, p.76-81. 57. Ordinateurs, 1985, 14/1, N 555, p.11* 58. IEEE Transactions on Computers, 1984, v.C-55, XII, N 12, p.1050-1071. 59. IEEE Transactions on Computers, 1985, v.C-54, I, N 1, p.56-65. 40. TEEE Transactions on Computers, 1985, v.C-54, V, N 5, p.454-447. 41. Microprocessing and Microprogramming, 1985, v.16, И-Х, N 2-5, p.101-106. 42. TEEE Transactions on Computers, 1985, v.C-54, X, N 10, p.892-901. 45. Computer, 1985, v.18, VI, N 6, p.45-55. 44. Electronic Design, 1985, v.55, 15/VI, N 14, p.50. 45. Datamation, 1985, v.51, 1/IX, N 17, p.56,58. 46. Aviation Week and Space Technology, 1985, v.122, 25/III, N 12, p.81. 47. Communications of the ACM, 1985, v.28, I, N 1, p.22-25. 48. IEEE Software, 1985, v.2, VH, N 4, p.65-80. 49. Aviation Week and Space Technology, 1985, v.122, 4/III, N 9, p.81-85. 50. Aviation Week and Space Technology, 1985, v.122, 22/IV, N 16, p.95-95,97,101. 51. Electronics Week, 1985, v.58, 11/11, N 6, p.15-17. 52. Computer Design, 1985, v.24, IV, N 4, p.59-68. 55. The 28^ IEEE Computer Society International Conference COMPCON SPRING 84 (27/11-1 /III, San-Francisco, Calif., USA). Digest of Papers, IEEE,1984*, p.506-509. 54. SIGARCH Newsletter, 1985, v.15, VI, N 5, p.406-415. 55. Electronics Week, 1985, v.58, 18/III, N 11, p.48. 56. IEEE Transactions on Computers, 1985, v.C-54, I, N 1, p.66-77. 57. Simulation, 1985, v.44, VI, N 6, p.295-500. 58. Journal of VISI and Computer Systems, 1985, v.1, N 2, p.155-169. 59. International Journal of Mini- and Micro-Computers, 1984, v.6, N 5, p.49-54. 60. Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.42-52. 61. Journal of Computer and System Sciences, 1985, v.51, VIII, * Далее: compcon spring 84, p. ... - 267 -
N 1, р.1-27; 62. Electronics, 1985, v.58, 26/VIII, N 54, p.16. 65* New Electronics, 1985, v.18, 5/IX, N 17, p.26. 64. Electronic News, 1985, 26/VIII, N 1564, p.20,22. 65. Electronic Business, 1985, v.11, 1/V, N 9, p*10. 66. SIGARCH Newsletter, 1985, v.15, VI, N 5, p.108-115. 67* Electronics Иёек, 1985, v.58, 15/V, N 19, p*20. 68. гетто Transactions on Software Engineering, 1985, v.SE-11, U, N 2, p.145-156. 69. Computer Architecture News, 1984, v.12, N 4, p.7-19« 70о Computer Architectures for Spatially Distributed Data. NATO ASI Series, V.F18. Ed. by H. Freeman and G.G.Pieroni. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New-York, Tokyo, 1985, P*95-119* 71. COMPCON SIRING 84, p.294-298. 72. SIGARCH Newsletter, 1985, v.15, VI, N 5, p.20-2?. 73* SIGARCH Newsletter, 1985, v.15, VI, N 5, p.136-144. 74. Computer Design, 1984, v.25, X, N 10, p.104-151» 75. COMPCON SPRING 84, p.299-505* 76. IEEE Micro, 1985, v.5, VIII, N 4, p.5-17. 77. COMPCON SPRING 84, p.15-19* 78. Control Flow and Data Flow: Concepts of Distributed Pro¬ gramming. NATO ASI Series, V.F14. Ed. by M.Broy. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New-York, Tokyo, 1985, 517 p. 79» Future Generation Computer Systems, 1985, v.1, VI. N 4, p.201—219* 80. Communications of the ACM, 1985, v.28, I, N 1, p.55-52. 81* Microprocessing and Microprogramming, 1985, v.16, IX-X, N 2-5, p.127-132. 82. Systems and Computers in Japan, 1985, v.16, N 2, p.47-65. 85* COMPCON SPRING 84, p.486-490. 84. Future Generation Computer Systems, 1985, v.1, II, N 3, p.153-160. 85. Computer, 1985, v.18, U, N 9, p.8-19* 86. Computer Architecture News, 1984, v.12, N 1, p.1-19. 87* Personal Computer World, 1985, v.8, XI, N 1, p.136-139. 88. Computer Design, 1985, v.24, 15/VIII, N 10, p.59* 89* IEEE Spectrum, 1985, v.22, VIU, N 8, p.38-45. 90. Microprocessing and Microprogramming, 1985, v.16, IX-X, N 2-5, p.115-119. 91* Communications qf the ACM, 1985, v.28, I, N 1, p.6-7,8-21. 92. Computer Design, 1985, v.24, 1/VII, N 7, p.111-117,119-122. - 268 -
93. Electronics and Power, 1985» v.31, VIII, N 3, p.553-557. 94. Australian Computer Bulletin, 1985» v.9, III, N 1, p.5-8. 95. New Electronics, 1985, v.18, 12/XI, N 22, p.54-55. 96. Electronic Design, 1985, v.33, 5/H, N 21, p.53-55* 97. Byte, 1984, v.9, XI, N 12, p.191-206. 98. Electronics Week, 1985, v.58, 20/V, N 20, p.22-23* 99* Electronics Week, 1985, v.58, 29/IV, N 17, p.36-37* 100. Journal of VISI and Computer Systems, 1984, v.1, N 2, p.170-208. 101. Electronic News, 1985, 7/X, N 1570, p.46-47. 102. Computer Weekly, 1985, Ю/X, p.20. 103. Electronics, 1985, v.58, 5/VIII, N 31, Р*14-15. 104. Electronic Engineering, 1985, v.57, X, N 706, p.22. 105. Electronics, 1985, v.58, 15/VII, N 28, p.54-56. 106. Computer Design, 1985, v.24, 15/VIII, N 10, p.22-23. 107* Computer Systems, 1985, v.5, IX, N 9, P*2. 108. Electronics, 1985, v.58, 15/VII, N 28, p.12. 109. Automation News, 1985, v.3, 4/XI, N 14, p.25-29. 110. Electronics, 1985, v.58, 8/VII, N 27, p.26-27* 111. Electronics Week, 1985, v.58, 29/IV, N 17, p.22. 112. Computing. The Magazine, 1985, 7/II, p.4-5. 113* SIGARCH Newsletter, 1985, v.13, VI, N 3, p.162-170. 114. IEEE Transactions on Computers, 1984, v.C-33, III, N 12, p.1180-1194. 115. IEEE Transactions on Computers, 1984, v.C-33, XII, N 12, p.1195-1199. 116. twee Transactions on Computers, 1984, v.0-33, XI, N 11, p.1013-1022. 117. Parallel Computing, 1984, v.1, N 2, p.143-164. 118. SIGARCH Newsletter, 1985, v.13, VI, N 3, p.36-44. 119. COMPCON SPRING 84, p.74-83. 120. IEE Proceedings, 1985» v.132, Pt.E, VTI, N 4, p.203-210. 121. IEEE Transactions on Computers, 1985» v.C-34, X, N 10, p.949-972. 122. IEEE Transactions on Computers, 1985, v.C-34, V, N 5, p.404-411. 123. Parallel Computing, 1985, v.2, N 2, p.265-282. 124. Computer, 1985, v.18, VI, N 6, p.9-27. - 269 -
Литература к разделу У 1. Electronics, 1986, v.59, ЮДП, N 10, р.44-52. 2. Two Recent Supercomputers, the Cray 2 and SX-2. CERN, Data Handling Division, 1985, X» 11 P® 5. The 30tb IEEE Computer Society International Conference COMPCON SPRING 85 (25-28/11, San Francisco, Calif., USA). Digest of Papers. IEEE, 1985*, p.122-126. 4. Nikkei Electronics, 1983, N 314, p.106-126, 131-155. 5. Fujitsu Science Technical Journal, 1985, v.21, III, N 1, p.90-108. 6. High-Speed Computation. NATO ASI Series, v.F7. Ed. by J.S.Kowalik. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1984, p.127-158. 7. Mini-Micro Systems, 1985, v.18, X, N 13, p.155-161. 8. Proceedings of the 12ttL Annual Symposium on Computer Archi¬ tecture. SIGARCH Newsletter, 1985, v.13, VI, N 3,p.203-213. 9. Computer Design, 1985, v.24, 15/VIII, N 10, p.22-23,70-75. 10. Federal Sypercomputer Programs and Policies. Hearing before the Committee on Science and Technology,U.S. House of Repre¬ sentatives (1985,10/VI,N44).Washington, p.710-799. 11. Operating Systems Review, 1985, v.19, N 5, p.107-114. 12. Computer, 1986, v.19, III, N 3, p.89-92. 13. Proceedings of the 1984 International Conference on Paral¬ lel Processing (21-24/VIH, Ohio, USA). IEEE, ACM, 1984, p.285-290. 14. IEEE Software, 1986, v.3, III, N 2, p.88. 15. The Journal of Parallel and Distributed Computing, 1985, v.2, N 2, p.132-169. 16. Electronics, 1985, v.58, 19/VIII, N 35, p.16-17. 17. Electronics, 1985, v.58, 10/VI, N 23, p.30-51. 18. IEEE Software, 1985, v.2, VII, N 4, p.50-63. 19. Systems and Computers in Japan, 1985, v.16, N 2, p.11-19. 20. IEEE Transactions on Software Engineering, 1985, v.SE-11, X, N 10, p.1001-1016. 21. Parallel Computing, 1985, v.2, N 2, p.265-282. 22. Computer, 1985, v.18, VI, N 6, p.9-27. 23. Proceedings of the 1984 International Conference on Paral¬ lel Processing (21-24/VIII, Ohio, USA). IEEE, ACM, 1984, p.15-24,241-250. * Далее: "compcon siring 85, p. ...” - 270 -
24* Electronic Design, 1985» v.33, 30/V, N 12, p.82-92. 25. IEEE Software, 1985» v.2, VII, N 4, p.50-37. 26. Control Flow and Data Flow: Concepts of Distributed Prog¬ ramming. NATO ASI Series, V.F14. Ed. by M.Broy. Springer Verlag,Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1985,P*305-311• 27. lEEK Transactions on Computers, 1985, v.C-34, X, N 10, p.927-953. 28. ProneedInga of the 12^ Annual Symposium on Computer Archi¬ tecture. SIGARCH Newsletter, 1985, v.15, VI, N 3,p.126-155. 29. Ada in Use, 1985, v.5, N 2, p.58-71. 50. Control Flow and Data Flow: Concepts of Distributed Prog¬ ramming. NATO ASI Series, V.F14. Ed. by M.Broy. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1985, p.298- 504,512-550. 31. Computer, 1986, v.19, I, N 1, p.98-99. 52. Proceedings of the 12^b Annual Symposium on Computer Archi¬ tecture. SIGARCH Newsletter, 1985, v.13, VI, N 3,p. 108-115* 53. Parallel Computing, 1985, v.2, N 3, p.185-190,229-241,255- 264. 54. Proceedings of the 12tb Annual Sumposium on Computer Archi¬ tecture. SIGARCH Newsletter, 1985, v.13, VI, N 3,p.221-229. 35» Software-Practice and Experience, 1985, v.15, IX, N 9, p.839-888. 56. Parallel Computing, 1986, v.5, N 1, p.59-71. 57. Parallel Computing, 1985, v.2, N 5, p.191-205. 58. ACM Transactions on Programming Languages and Sys terns, 1985, v.7, X, N 4, p.501-558. 59. ТЕНГЕ Software, 1985, v.2, VII, N 4, p.7-20. 40. Future Generation Computer Systems, 1985, v.1, HI, N 6, P.387-595. 41. Computer, 1985, v.18, VI, N 6, p.76-92. 42. Computing. The Magazine, 1985, 28/XI, p.5-6. 45. ТЕБЕ Design and Test of Computers, 1985, v.2, X, N 5, p.90-97. 44. New Generation Computing, 1985» v.5, N 2, p.197-228. 45. Parallel Computing, 1985, v.2, N 3, p.219-228. 46. IFIP TC-10 Working Conference on Fifth Generation Computer Archi te c ture (15-18 /VII, Manche star, UK). IF IP, 1985, P • 99-119 • 47» Proceedings of the 12^ Annual Symposium on Computer ircM - tecture. SIGARCH Newsletter, 1985, v.13, VI, N 5,p.250-257. 48. Byte, 1985, v.10, VIII, N 8, p.149,161-177. 49. IEEE Software, 1985, v.2, IX, N 5» p.53-62. - 271 -
50» Communications of the ACM, 1985, v.28, IX, N 9,p.933-941 • 51. 1985 Symposium on Logic Programming (15-18/VTI, Boston, UBA). ТЕБЕ, 1985, p.2-7. 52. Cnnmininationa of the ACM, 1985,V*28,XII,N 12,p.1311-1324. 53. The Journal of Logic Programming, 1985, v.2, N 3, p.167- 183,203-220. 54. SIGPIAN Notices, 1985, v.20, X, N 10, p.48-59. 55. SIGPLAN’85 Symposium on Language Issues in Programming En¬ vironment (25-28/VI, Seattle, USA). ACM, 1985,p.179-190. 56. The Journal of Logic Programming, 1986, v.3, IV, N 1,p.69- 74. 57. New Generation Computing, 1986, v.4, N 1, p.35-50. 58. The Journal of Logic Programming, 1985,v.2, N 4, p.251-283. 59. Communications of the ACM, 1985,v.28,XII,N 12,p.1296-1310. 60. The Journal of Logic Programming, 1985, v.2, N 1, p.43-66. 61. Byte, 1986, v.11, III, N 3, p.245-248. 62. Implementations of PROLOG. Ed. by Campbell. Chichester (West Sussex), 1984, 391 Р» 63. New Generation Computing, 1985, v.3, N 2, p. 145-155. 64. The Journal of Logic Programming, 1985, v.2, N 1, p.17-42. 65* The 17tb Annual Microprogramming Workshop (30/X-2/XI, New Orleans, Lousiana, UBA). ACM, IEEE, 1984, p.192-203. 66. IFIP TC-10 Working Conference on Fifth Generation Computer Architecture (15-18/VII,Manchester,UK).IFIPt1985,p.47-74. 67. The Journal of Logic Programming, 1986, v.3, N 1, p.75-92. 68. New Generation Computing, 1986, v.4, N 1, p.51-66. 69* Proceedings of the 12^b Annual Symposium on Computer Archi¬ tecture. SIGARCH Newsletter, 1985, v.13, VI, N 3,p.191-197. 70. The 17^h Annual Microprogramming Workshop (30/X-2/XI, New Orleans, Lousiana, USA). ACM, IEEE, 1984, p.204-216. 71. Science of Computer Programming, 1986, v.6,V,N 3,p.273-311. 72. IEEE Transactions on Computers, 1985, v.C-34, X, N 10, p.881-891. 73. IKBE Transactions on Software Engineering, 1985, v.SE-11, VIII, N 8, p.784-794. 74. Parallel Computing, 1985, v.2, N 3, p.243-253. 75. IEEE Software, 1986, v.3, I, N 1, p.36-45. 76. Software-Practice and Experience, 1985, v.15, VIII, N 8, p.807-820. 77. COMPCON SPRING 85, p.424-428. 78. Byte, 1985, v.10, V, N 5, p.385-395. 79. Byte, 1985, v.10, VIII, N 8, p.235-258. - 272 -
80. Microprocessing and. Microprogramming, 1985, v.16, IX-X, N 2-5, p.127-152. 81. Byte, 1986, v.11, V, N 5, p.125-154. 82. The 4th Jerusalem Conference on Information Technology JCIT (21-25/V, Jerusalem, Israel). TEEK, 1984, p.27-52. 85. Control flow and. Data Flow: Concepts of Distributed Prog¬ ramming. NATO ASI Series, v.F14. Ed. by M.Broy. Springer Verlag, Berlin, HeideIberg,New York,Tokyo,1985,p.564-581. 84. Electronic Design, 1985, v.55, 50/V, N 12, p.58,40. 85. Computer Languages, 1985, v.10, N 2, p.91-126. 86. New Generation Computing, 1985, v.5, N 2, p.181-195* 87. ACM Transactions on Programming Languages and Systems, 1985, v.7, IV, N 2, p.511-555* 88. Proceedings of the 12th Annual Symposium on Computer Archi¬ tecture. SIGARCH Newsletter, 1985, v.15, VI, N 5,p.552-559* 89. IEEE Transactions on Computers, 1986, v.C-55, VI, N 6, P.489-502. 90. Proceedings of the 1984 Summer Computer Simulation Confe¬ rence (25-25/VII, Boston, Mass., USA). 1984, p.211-216. 91. Systems and Computers in Japan, 1985, v.16, N 2, p.1-10. 92. The Journal of Parallel and Distributed Computing, 1985, v.2, XI, N 4, p.521-551. 95* Future Generation Computer Systems, 1985, v.1, VI, N 4, p.201-212. 94. COMPCON SPRING 85, p.420-425* tb 95. The 4 л Jerusalem Conference on Information Technology JCIT (21-25/V, Jerusalem, Israel). IEEE, 1984, p.55-41. 96. The 8^b International Conference on Software Engineering (28—50/VIII, London, UK). IEEE, 1985, p.105-110. 97. Interfaces in Computers, 1985, v.5, N 1, p.55-65. 98. Computer Architecture News, 1985, v.15, N 4, p.8-14. 99. SIGPLAN Notices, 1985, v.20, V, N 5, p.8-15. 100. Future Generation Computer Systems, 1985, v.1, II, N 5, p.169-175. 101. Computer Bulletin, 1985, v.1, VI, P.2, Series III, p.10-15. 102. SIGPLAN Notices, 1985, v.20, X, N 10, p.60-70. 105. Proceedings of the 12ttl Annual Symposiym on Computer Archi¬ tecture. SIGARCH Newsletter, 1985, v.15, VI, N 5,p.154-161. 104. IEEE Software, 1986, v.5, I, N 1, p.29-55. 105. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Proces¬ sing, 1986, v.ASSSP-54, IV, N 2, p.562-574. 106. IEEE Software, 1986, v.5, I, N 1, p.70-77. - 273 -
107. SIGPLAN’85 Symposium on Languages Issues and Programming Environment (25-28/VI, Seattle, USA). ACM, 1985, p.1-11. 108. Parallel Computing, 1985» v.2, N 5, p.285-286. 109. COMPCON SITING 85, p.570-575. 110. Electronic Design, 1985, v.55,8/VIII, N 17, p.85-90. 111. Electronics, 1985, v.58, 16/XII, N 50, p.21-22. 112. IFIP TC-10 Working Conference on Fifth Generation Computer Architecture (15-18/VII, Manchester, UK). IFIP, 1985, p.502-559. 115. COMPCON SPRING 85, p.218-225,576-582. 114. The 17th Annual Microprogramming Workshop (50/X-2/XI, 1984, New Orleans, Louisiana, USA), 1984, p.217-251* 115. Proceedings of the 12^ Annual International Symposium on Computer Architecture. SIGARCH Newsletter, 1985, v.15, VI, N 5, p.180-190. 116. Byte, 1985, v.1O, VIII, N 8, p.151-160. 117. IBM Journal of Research and Development, 1986, v.50, I, N 1, p.102-122. 118. IFIP TC-10 Working Conference on Fifth Generation Computer Architecture (15-18/VTI, Manchester, UK). IFIP, 1985, p.286-501. 119. SIGPLAN Notices, 1985, v.20, X, N 10, p.79-86. 120. AFIFS Conference Proceedings, 1985, v.54 (National Compu¬ ter Conference, 15-18/VII, Chicago, Ill., USA), p.297-506. 121. IFIP TC-10 Working Conference on Fifth Generation Computer Architecture (15-18/VII, Manchester, UK). IFIP, 1985, p.75-84. 122. Proceedings of the 1984 International Conference on Paral¬ lel Processing (21-24/VIII, Ohio, UBA). IEEE, ACM, 1984, p.74—82,92-100. 125. Proceedings of the 1984 International Conference on Paral¬ lel Processing (21-24/VIII, Ohio, USA). IEEE, ACM, 1984, p.85-91. - 274 -
Литература к разделу УТ 1. Electronics Week,1985,v.58,4/II,N 5,р.63-68,72-74. 2. Electronics Week, 1985,v.58,4/Ш,Я 10,p.61-67. 3. Electronic Design,1985,v.33,4/IV,Я 8,p.95-114. 4. Electronics,1985,v.58,14/X, Я 41,p.38D-38H. 5. Вычислительная техника за рубежом в 1984 году. М., ИТМ и ВТ АН СССР,1985, 268 с. 6. Electronics, 1985,v.58,23/IX,N 38,р.11. 7. Electronic Design, 1985, v.33,7/Ш,Я 5,p.99-108. 8. IEE Proceedings,1985,v,132,Ptf E and I,III-IV,N 2,p.86-90, 9. Computer Design,1985,v.24,1/X,К 13,p.8. 10. Electronics,1985,v.58,22/VII, Я 29,p.40-45. 11. Electronics,1985,v.58,15/VII, N 28,56-58. 12. IEE Proceedings,1985,v.132, Pt.E and I,III-IV,N2,p.50-53, 91-98. 13. Electronics Week,1985,v.58,18/11,N 7,p.81. 14. Electronics,1985,v.58,14/X,N 41, p.58-59. 15. Electronics,1985,v.58,21/X,N 42,p.71j 16. Electronics,1985,v.58,25/XI,N 47,p.17. 17. Electronics and Power,1985,v.31,VIII, N 8, p.545. 18. Electronics Week,1984,v.57,2/IV,Я 13,p.164,166. 19. Electronics Week,1985,v.58,20/V, Я 20,p.61-64. 20. Electronic Design,1985,v.33,13/VI,Я 14,p.123-130,81-86. 21. Electronics and Power,1985,v.31,111, N 3, p.188,247. 22. IBM Journal of Research and Development,1985,v.29,III, N 2, p.140-146. 23. Electronic Design,1985,v.33,10/1, Я 1,p.65-68. 24. Electronics Weekly,1985,20/11, N 1255,p.32-33. 25. Electronic Design,1985,v.33,21/111, N 7,p.35. 26. Electronic Design,1985,v.33,7/111, Я 5,p.275. 27. Electronic Design,1985,v.33,13/VI,Я 14,p.147-154. 28. Electronic Design,1985,v.33,8/VIII, Я 18,p.148,150. 29. Electronic Design,1985,v.33,5/IX,Я 21,p.28. 30. Electronic Design,1985,v.33,8/VIII,N 18,p.28. 31. Electronic Design,1985,v.33,24/1, Я 2, p.259. 32. Electronic Engineering Times,1985,4/111, Я 319,p.30. 33. Electronic Rews,1985,v.31,11/II, Я 1536,p.55. 34. New Electronics,1985,v.18,16/IV,Я 8,p.19. 35. Electronic News,1985,v.31,15/IV,H 1545,p.58. 36. Electronics Week,1985,v.58,22/IV,Я 16,p.18-19. - 275 -
37. EDU,1985,v.30,XI, N 25,p.22. 38. Electronics,1985,v.58,17/VI,N 24,p.42-43. 39. Electronics Week,1985,v.58,15/IV,N 15,p.72. 40. Electronic News, 1985, v.31,25/IH, N 1542,p.49. 41. Computer Design,1985,v.24,IV,N 4,p.59-60. 42. Electronics and Power, 1985, v. 31 ,Ш, N 3,p.227-231. 43. Electronic Design,1985,v.33,10/1, N 1,p.349-356. 44. Computer Design,1985,v.24,IV,N 4,p.65-68, 45. Electronic Design,1985,v.33,13/VI, N 14s p.203* 46. Electronic Design,1984,v.32,15/XI,N 23,p.347. 47. Electronics,1985,v.58,2/XII, N 48,p.57-58. 48. Electronics,1985,v.58,9/XII,N 49,p.40-41. 49. Electronic Design,1985,v,33,5/IX,N 21,p.27. 50. Electronics Week,1985,v.58,1/IV,N 13,p.49-53. 51. Electronics,1985, v.58,22/VII, N 29,p.20,21. 52. Electronics,1985,v.58,24/VI,N 25,p.17. 53. Electronics Week,1985,v.58,18/III,N 11,p.13. 54. Electronic Engineering,1985,v.57,VIII, N 704,p.19. 55. Electronics,1985,v.58,23/IX,N 38,p.24. 56. Electronic News,1985,v.31,15/IV,N 1545,p.54. 57. Electronics Week,1985,v.58,8/IV, N 14,p.25,28. 58. Canadian Datasystems,1985,v.17,VI, N 6,p.2O. 59. Electronic Design,1985,v.33,16/V,N 11, p.52. 60. IEEE Transactions on Computers, 1985,v.C-34,V,N 5, p.448-461. 61. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985, v.SC-20,VIII, N 4, p.874-880. 62. IEEE Circuits and Devices Magazine, 1985,v.1,VII,N 4,p.24~ 34. 63. IBM Journal of Research and Development 1985,v.29,I,N 1, p.87-97. 64. IEEE Journal of Solid-State Circuits,1985,v.SC-20,II,N 1, p.399-406. 65. Electronics,1985,v.58,24/VI, N 25,p.58-63. 66. Electronics,1985,v.58,23/IX, N 38, p.48-52. 67» Electronics Parte and Materials (Denshi Zairyo),1985, v.24,N 1, p.49-55. 68. IEEE Journal of Solid-State Circuits,1985,v.SC-20,X,N 5, p.1025-1030. 69. Electronics Letters,1983»v.19,14/IV,N 8,p.28,3-284. 70. Extended Abstracts of the 17th Conference on Solid State Devices and Materials,Tokyo,1985,p.377-380. - 276 -
71. Electronics,1985,v.58,30/IX,N 39,p.27. 72. IEEE Journal of Solid-State Circuits,1984,v.SC-19,VIII, N 4, p.474-479. 73. Extended Abstracts of the 17th Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo,1985,p.373-376. 74. Electronics Week,1985, v.58,18/11,N 7,p.28. 75. IEEE Journal of Solid-State Circuits,1985,v.SC-20,X,N 5, p.1032-1035. 76. Electronics,1985,v.58,30/IX,N 39,p.2E. 77. IEEE Journal of Solid-State Circuits,!985,v.SC-20,II, N 1,p.248-252. 78. IEEE Journal of Solid-State Circuits,1985,v.SC-20,II, W 1, p.168-172. 79. Electronic Design,1986,v«34,9/1, К 1,p.3O7. 80. Computer Design, 1985,v.24,15/XI,N 16 ,p.112,114. 81. Electronics,1985,v.58,12/VIII, N 32,p.32F-32L. 82. Electronic Design,1985,v.33,22/VIII,N 20,p.177. 83. Electronics Week,1985,v.58,6/V,N 18,p.71-72. 84. Electronic News,1985,v.31,26/VIII, N 1564,p.48. 85. Electronic Design,1985,v.33,15/XI, N 23,p.348. 86. Electronics,1985,v.58,22/VII, К 29,p.40-45. 87. Electronics,1985,v.58, 9/IX, N 36,p.92-97. 88. Electronics,1985,v.58,23/HI, N 51,p.50-52. 89. Electronics,1985,v.58,23/XII, N 51,p.35-39. 90. Electronics Week,1984,v.57,10/XII, N 35,p.51-58. 91. Electronics,1985,v.58,30/IX,W 39,p.27. 92. Electronics,1985,v.58,15/VII, N 28,p.36-37. 93. Solid-State Electronics,1985,v.28,X,N 10,p.959-965. 94. Electronics,1985,v.58,9/XII, N 49,p.17-18. 95. IEEE Electron Device Letters,1985,v.EDL-6,XII, К 12, p.662-664. 96. IEEE Journal of Solid-State Circuits,1985,v.SC-20,II, N 1, p.123-129. 97. IEEE Journal of Solid-State Circuits,1985,v.SC-20,II, N 1,p.61-69. 98. Electronics Week,1985,v.58,10/VI,N 23,p.16-17. 99. Cryogenics,1985,v.25,HI, N 3,p.II5-I22. 100. Solid-State Electronics,1985,v.28,V, N 5, p.453-456. 101. Solid-State Electronics,1985,v.28,III,N 3,p.255-276. 102. Electronics Week,1985, v.58,25/11, N 8, p.18-19. 103. New Electronics,1985,v.18,28/V, N 11, p.13. - 277 -
104. IEEE Electron Device Letters,1985,v.EDL-6,XI, N 11, p.589-590. 105. JEE, 1985,V.22, VIII, N 224, p.20. 106. Electronics Week,1985,v.58,22/IV, N 16, p.24-26. 107. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985,v.SC-20, II, К 1, p.137-143. 108. Electronics,1985,v.58,25/XI,N 47,p.18-19. 109. JEE,1985,v.22, IV,N 220,p.41-42,44-45,62. 110. IEEE Spectrum,1985,v.22,X,N 10,p.46-52. 111. Fujitsu Scientifical and Technical Journal,1985,v.21, VII, К 2, p.190-197. 112. Semiconductor International,1985,v.8,VII, N 7,p.70-75. 113. Electronics Weekly,1985,8/V,N 1266, p.20-21. 114. Electronics Letters,1985,v.21,15/VIII, N 17,p.772-773. 115. Electronics Weekly, 1985,13/H, N 1254,p. 18-19. 116. Electronics Week, 1985,v.58,13/V,N 19,p.19-20. 117. Electronics,1985,v.58,1/VII, N 26,p.16-17. 118. Electronics Letters,1985,v.21,14/11, N 4, p.151-152. 119. Electronics,1985,v.58,16/XII, N 50,p.22. 120. Electronics,1985,v.58,2/XII,N 48,p.39-44. 121. Computer Design, 1985,v.24,15/X,N 14,p.70-78. 122. Computer Design, 1985,v.24,15/X,N 14,p.82-85. 123. Computer Design,1985,v.24,15/X, N 14,p.88-92. 124. Electronic Engineering,1985,v.57,VI, N 702,p.157-160. 125. New Electronics,1985,v.18,25/VI, N 13,p.27-37. 126. Electronic Design,1985,v.33,17/X, N 24,p.57-64,70. 127. Electronic News, 1985,v.31,4/XI, N 1574,p.38. 128. Electronics Week, 1985,v.58,20/V, N 20,p.22-23. 129. Electronics and Power, 1985, v.31,X,N 10,p.779. 130. New Electronics,1985,v.18,1/X, N 19» p.16. 131. Electronics Weekly,1985,2/X, N 1287,p.57, 132. Electronics and Wireless World, 1985,v.92,XII,N 1598, p.82. 133. JST Reports,1985,v.1, Autumn,N 2,p.93-96. 134. Electronics Week,1985,v.58,10/VI,N 15,p.24-27. 135. Proceedings of the IEEE, 1984,v.72,VII, N 7,p.780-786. 136. Funkschau, 1985, N 20, p.51-55. 137. New Scientist, 1985, v.105,21/III, N 1448, p.57-58. 138. Electronic Desigh,1985,v.33,7/111, N 5,p.46. 139. Electronics Letters,1985,v.21,23/V, N 11, p.508-509. 140. JET, 1985,v.5,18/XII, N 10, p.3-4. 141. Proceedings of the IEEE, 1985,v.73,I, N 1,p.162-163. - 278 -
142. 143. 144. 145. 146. 147. 148. 149. 150. 151. 152. 153. 154. 155. 156. 157. 158. 159. 160. Electronics Letters, 1985, v.21,14/11, N 4, p.161-162. Electronics Letters, 1985,v.21,14/111,N 6, p.236-238. Electronics, 1985,v.58,18/XI, N 46,p.39-44. Electronics Weekly,1986,1-8/1, N 1298, p.12. Electronic Design,1985,v.33,14/XI, N 26, p.44,46. Proceedings of the IEEE,1985,v.73,V,N5,p.894-937. Laser Pocus/Electro-Optics,1983,v.19,XI, N II, p.100-110. Proceedings of IEEE,1984,v.72,VII,N7,p.850-866. Proceedings of the IEEE, 1984,v^72,VII IEEE Transactions >•505-508. IEEE transactions p.498-504. IEEE Transactions p.509-513. IEEE Transactions p.302-109. IEEE Transactions p.725-728. IEEE Transactions p.709-716. JEE, 1985,v.22,III, N 219, p.66-70,86 on on on on on on Magnetics, Magnetics, Magnetics, Magnetics, Magnetics, Magnetics, , N 7, p.758-779. 1985,v.MAG-21,III ,H 2, 1985, v.MAG-21,III, К 2, 1985,v.MAG-21,III, 1985,v.MAG-21,III, 1985,v.MAG-21,III, 1985, v. MAG—21, III, 2, 2, 2, 2, N H IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985,v.SC-20,X, N 5, p.1056-1060. JEE,1985,v.22,IV,N 220,p.22. Communications of the ACM,1985,v.28,V,N 5, p.464-480. - 279 -
Литература к разделу УН 1. Electronic Product Design, 1985» v.6, X, N 10, p.182. 2. JET News, 1985» v.5, 21/VIII, N 2, p.7-8. 5. Electronics Weekly, 1985, 26/II, N 1305, p*10. 4. New Electronics, 1985, v.18, 10/XII, N 24, p.26. 5. Electronic News, 1985, v.31, 16/IX, N 1567, P»61. 6. Electronics, 1985, v.58, 2/XII, N 48, p.39-44-» 7. Byte, 1984, v.9, XI, N 12, p.211-227. 8. Electronic Design, 1985, v.33, 15/VIII, N 19, p.207* 9. JET NewB, 1985, v.4, 17/VII, N 24, p.6. 10. IEEE Transactions on Electron Devices, 1985, v.ED-32, IX, N 9, p.1797-1801. 11. Electronic Design, 1984, v.32, 27/XII, N 26, p.157-170» 12. JEE, 1984, v.21, XI, N 215, P»20. 13» Electronic Engineering, 1985, v.57, VI, N 702, p.119,121. 14. Electronics, 1985, v.58, 22/VII, N 29, p.17» 15. Electronics and Power, 1985, v.31, II, N 2, p.115-119* 16. Electronics Week, 1985, v.58, 4/III, N 9, p.28-33* 17. Electronics, 1985, v.58, 1/VII, N 26, p.16-17» 18. IEEE Transactions on Electron Devices, 1985, v.ED-32, VI, N 6, p.1135-1139. 19» Review of the Electrical Communication Laboratories, 1985, v.33, N 1, p.105-122. 20. Electronic Design, 1985, v.33, 22/VIII, N 20, p.49-54. 21. Electronics Week, 1985, v.58, 25/II, N 8, p.28-31. 22. JEEr 1985, v.22, XI, N 227, p.27-36. 23. Electronic Design, 1985, v.33, 15/VIII, N 19, p.167-176. 24. Electronic Engineering, 1985, v.57, H, N 698, p.141. 25. What’s New in Electronics, 1985, v.6, III, N 3, p.125* 26. Computer Design, 1985, v.24, I, N 1, p.214. 27. What’s New in Electronics, 1985, v.6, II, N 2, p.125. 28. Electronic Design, 1985, v.33, 19/IX, N 22, p.223-228. 29» Electronics, 1985, v.58, 17/VI, N 24, p.64. 30. Computer Design, 1985, v.24, I, N 1, p.213* 31. JEE, 1985, v.22, IV, N 220, p.18. 32. Electronics Week, 1985, v.58, 4/II, N 5, P.6E. 33» Electronics, 1985, v.58, 21/X, N 42, p.74. 34. Electronic News, 1985, v.31, 28/1, N 1534, p.60. 35» Electronics Week, 1985, v.58, 7/1, N 2, p.48. 36. Electronic Design, 1985, v.33, 16/V, N 11, p.262. 37» Blectronic News, 1985, v.31, 17/VI, N 1554, p.61. - 280 -
58. Electronic Engineering, 1985» v.57, XII, * 708» P*9,11 59. New Electronics, 1985, v.18, 29/Х» N 21, p.49. 40. Electronics, 1985, v.58, 25/XI, N 47, p.5®. 41. Electronics Weekly, 1985, 14/VIII, N 1280, p.24. 42. Electronics Industry, 1985, v.11, VIII, N 8, p.11-2^. 45. New Electronics, 1985, v.18, 5/III, N 5, P*55-45* 44. Electronic Design, 1985, v.55, 25/VII, N 1?, p.117-124. 45. Electronic Design, 1985, v.55, 8/VTII, N 18, p.147. 46. Electronic Business, 1985, v.11, 1/VI, N 11, p.59-40. 47. Electronics, 1985, v.58, 2/XII, N 48, p.24—25. 48. Electronics Week, 1985, v.58, 22/IV, N 16, p.15. 49. Electronic News, 1985, v.51, 1/IV, N 1545, p.1,27-28. 50. IEEE Circuits and Devices Magazine, 1985, v.85, I, N 1, P.55-54. 51. JST Beports, 1985, v.1, Summer, N 1, p.50-56. 52. Minis et Micros, 1985, N 259, p.48-50. 55. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985, v.SC-20, X, N 5, p.905-908. 54. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985, SC-20, X, N 5, p.909-912. 55. Electronic News, 1985, v.51, 18/11, N 1557, p.50,75. 56. Electronics, 1985, v.58, 25/XI, N 47, p.17. 57. Electronics Weekly, 1985, 27/XI, N 1295, p.5. 58. Electronic Design, 1985, v.55, 27/VI, N 15, p.42. 59. Electronic Engineering, 1985, v.57, II, N 698, p.127. 60. Electronics Week, 1985, v.58, 4/II, N 5, p.45-49. 61. IEEE Circuits and Devices Magazine, 1985, v.85, I, N 1, p.45-51. 62. Electronic Design, 1985, v.55, 21/III, N 7, p.67-68. 65. JST Reports, 1985, v.1, Winter, N 5, p.66-75. 64. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985, v.SC-20, VI, N 5, p.715-725. 65. JEE, 1985, V.22, IV, N 220, p.28-55. 66. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985, v.SC-20, II, N 1, p.150-156. 67. Electronics Week, 1985, v.58, 11/11, N 6, p.51-60. 68. Electronics, 1985, v.58, 19/VIII, N 55, p.14-15. 69. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985, v.SC-20, II, N 1, p.88-95. 70. JST Reports, 1985, v.1, Summer, N 1, p.65-67. 71. Electronic Engineering Times, 1985, 4/III, N 519, p.29-50 72. Computing. The Newspaper, 1985, 14/11, p.100. 281 -
73. Canadian Datasystems, 1985, v.17, IX, N 9, p.27. 74. JET News, 1985, v.4, 17/IV, N 18, p.12. 75. Electronics, 1985, v.58, 2/XII, N 48, p.50-52. 76. Technocrat, 1985, v.18, II, N 2, p.63. 77. JST News, 1984, v.3, XII, N 6, p.10-14. 78. Electronics Week, 1985, v.58, 13/V, N 19, p.21-22. 79. Technocrat, 1985, v.18, XI, N 11, p.76. 80. Electronics Weekly, 1984, 22/VIII, N 123*1, p.4. 81 • Microelectronics Journal, 1985, v.16, V-VI, N 3, p.5-12. 82. EDN, 1985, v.30, 12/XII, N 27, p.80. 83. Electronic Design, 1985, v.33, 22/VIII, N 20, p.176. 84. Electronic Engineering, 1985, v.57, IV, N 700, p.24-25. 85. IEEE Micro, 1985, v.5, VT, N 3, p.86. 86. Electronics Weekly, 1985, 5/V, N 1267, p.48. 87. Electronics, 1986, v.59, 6/1, N 1, p.19. 88. Electronic Mews, 1985, v.31, 1/IV, N 1543, p<33. 89. EDN, 1985, v.30, 11/IV, N 8, p.184. 90. Electronics Week, 1985, v.58, 11 /II, N 6, p.78. 91. Electronics Weekly, 1985, 30/X, N 1291, p.29. 92. Electronics Week, 1985, v.58, 15/IV, N 16, p.69. 93. EDN, 1985, v.30, 12/XII, N 27, p.120,122. 94. EDN, 1985, v.30, 17/X, N 23, P.60. 95. Electronics, 1986, v.59, 6/1, N 1, p.14. 96. Electronic Engineering, 1985, v.57, VIII, N 704, p.71. 97. Electronic Engineering, 1985, v.57, X, N 706, p.51-58. 98. Electronic Design, 1984, v.32, 15/XI, N 23, p.352. 99. Electronic News, 1985, v.31, 15/VII, N 1558, p.53. 100. Electronic Design, 1984, v.32, 13/XII, N 25, p.287. 101. Electronics Weekly, 1985, 10/IV, N 1262, p.26. 102. Electronics, 1985, v.58, 14/X, N 41, p.63. 103. Electronic News, 1985, v.31, 17/VI, N 1554, p.60. 104. Electronics Week, 1985, v.58, 4/UI, N 9, p.76. 105. Electronic Design, 1985, v.33, 25/VII, N 17, p.20. 106. Electronic Design, 1985, v.33, 27/VI, N 15, p.211. 107. Electronics Week, 1985, v.58, 10/VI, N 23, p.52-53. 108. EDN, 1985, v.30, 17/X, N 23, p.201,203. 109. Electronics, 1985, v.58, 26ДП1, N 34, p.53. 110. Electronics Week, 1985, v.58, 6/V, N 18, p.68. 111. Bleotronique Industrielle, 1985, 15/1, N 81, p.46-56. 112. Computer Design, 1985, v.24, 15/VIII, N 10, p.98. 113. Electronics Week, 1985, v.58, 3/VI, N 22, p.22-23. 114. IEEE Transactions on Electron Devices, 1985, v.ED-32, IX, - 282 -
N 9, р.1792-1796. 115. IEEE Electron Device Letters, 1985, v.EDL-6, X. N 10, p.548-550. 116. IEEE Transactions on Electron Devices, 1985, v.ED-52, IX, N 9, p.1749-1756. 117. EDN, 1985, v.50, 10/1, N 1, p.159-174. 118. Electronic Design, 1985, v.53, 6/VI, N 15, p.78-96. 119. New Electronics, 1985, v.18, 9/VII, N 14, p.87-90. 120. Byte, 1986, v.11, III, N 5, p.9. 121. Technocrat, 1985, v.18, IV, N 4, p.64. 122. Electronics Weekly, 1985, 6/XI, N 1292, p.20-21. 125. Electronics Weekly, 1985, 27/XI, N 1295, p.18. 124. Electronics Weekly, 1985,2/X, N 1287, p.57. 125. EDN, 1985, v.50, 11/IV, N 8, p.185. 126. EDN, 1985, V.50, 12/XII, N 27, p.104. 127. What’s New in Electronics, 1985, v.6, III, N 5, p.135-154. 128. EDN, 1985, v.50, 17/X, N 25, p.199. 129. Electronic Design, 1985, v.55, 7/III, N 5, p.254. 150. Computer Design, 1985, v.24, 1/VIII, N 9, P<25-26. 151. Electronic Design, 1985, v.55, 19/IX, N 22, p.185-188. 152. Electronic Engineering, 1985, v.57, XII, N 708, p.125. 155. Electronic Design, 1985, v.55, 7/III, N 5, p.267. 154. Electronics Week, 1985, v.58, 8/TV, N 14, p.55-59. 155. Computer Weekly, 1985, 10/X, p.12-15. 156. Computer Design, 1985, v.24,15/VII,N8,p.30,34-35. 157. Mini-Micro Systems, 1965, v.18, 19/IV, N 6, p.25,29-50. 158. Fujitsu Scientific and Technical Journal, 1985, v.21, IX, N 4, p.595-407. 159. Business Systems and Equipment, 1984-1985, XII-I, p.15,19, 22,25. 140. Computer Design, 1985, v.24, III, N 5, p.25-28. 141. Electronic Business, 1985, v.11, 1/1, N 1, p.200-206. 142. EDN, 1985, v.50, 26/XII, N 28, p.54,56-41. 145. Systems International, 1985, v.15, X, N 15, p.79-80,82. 144. Electronics Week, 1985, v.58, 29/IV, N 17, p.28-51. 145. Electronic Engineering, 1985, v.57, XII, N 708, p.49-52, 54,57. 146. EDP Industry Report, 1985, v.21, 14/V, N 1, p.1-4. 147. Mini et Micros, 1985, N 259, p.41-45. 148. Computer Design, 1985, v.25, XII, N 14, p.104. 149. Electronic Business, 1985, v.11, 1/IX, N 14, p.52,54. 150. Electronics, 1985, v.58, 24/VI, N 25, p.67-69. - 283 -
151. Electronic News, 1985, v.51, 8/VII, N 1557, p.20,50,56. 152. Mini-Micro Systems, 1985, v.18, V, N 8, p.45-46. 155. Ehilips Technical Review, 1985, v.42, VIII, N 2, p.57-47. 154. New Blectronics, 1985, v.18, 26/XI, N 25, p.19. 155. Mini-Micro Systems, 1985, v.18, VII, N 10, p.155-141. 156. Blectronics, 1985, v.58, 25/XI, N 47, p.15. 157. Technocrat, 1985, v.18, IV, N 4, p.65. 158. Blectronics Иёек, 1984, v.57, 17/XII, N 56, p.29,59. 159. «1ЕЕ, 1985, v.22, III, N 219, P.62. 160. Electronics, 1985, v.58, 4/XI, N 44, p.25,26. 161. Laser Focus/Electro-Optics, 1984, v.20, X, N 10, p.94,96, 98. - 284 -
Литература к разделу УШ. 1. Electronic Packagind and Production,1985,v.25,V,N5,p.IOS- 112. 2. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,VIII,N8, p.58-65. 3. Semiconductor International,1985,v.8,I,N1,p.60-65. 4. Electronics and Power,1985,v.31,III,N3,p.222-226. 5. IEEE Circuits and Devices Magazine,1985,v.1,VII,N4,p.39- 42. 6. IEEE Transactions on Electron Devices,1985,v.ED-32,Vf N5,p.903-909. 7. Proceedings of the IEEE,1985,v.73,IX,N9,p.1347-1348,1388- 1423. 8. Electronics,1985,v.58,16/XII,N50,p.33-37. 9. Solid State Technology,1985,v.28,VII,N7,p.65. 10. IEEE Micro,1985,v.5,VI,N3,p.5-10. 11. Electri • Onics,1985,v.31,VIII,N9,p.39-42. 12. Electronic Packaging and Production,1986,v.26,1,N1,p.132, 134. 13. Electronic Design,1985,v.33,10/1,N1,p.240-242. 14. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,VIII,N8, p.70-74. 15. Electronic Engineering,1985,v.57,VI,N702,p.122 16. Microelectronics Journal,1985,v.16,III-IV,N2,p.30-36. 17. IEEE Transactions on Components,Hybrids and Manufacturing Technology,! 985 ,v. CHMT-8*,XII, N4, p. 468-473. 18. Electronics,1985,v.58,11/XI,N45,p.26-31. 19. Electronic Design,1985,v.33,14/XI,N26,p.31. 20. Electronics Week,1985,v.58,27/V,N21,p.30. 21 Electronic News,1985,v.31,15/IV,N1545,p.43. 22. Electronic Component News,1985,v.29,N6,p.71• 23. Solid State Technology,1985,v.28,V,N5,p.239-241. 24. The 34thElectronic Components Conference (1984,14-16/V, New Orlean, USA), p.374-378. 25. The 34>th Electronic Components Conference (1984,14-16/V, New Orlean, USA), p.379-383. 26. IEEE - CHMT-8, XII,N4,p.462-467. 27. Solid State Technology,1985,v.28,IX,N9,p.173-175. 28. Electronics,1985,v.58, 4/XI,N44,p.27. * Далее: "IEEE - chnt-8,... - 285 -
29. Semiconductor International,1985,v.8,I,N1,p.35. 30. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,IX,N9, p.140-143. 31. The International Journal for Hybrid Microelectronics, 1985,v.8,VI,N2,p.9-15. 32. Semiconductor International,1985,v.8,VIII,N8,p.167-173. 33. Circuits Manufacturing,1985,v.25,VIII,N8,p.57-58. 34. Circuits Manufacturing,1985,v.25,HI,N3,p.58-72. 35. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,VI,N6, p.136-143. 36. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,VII,N7. p.63-67; 74-80. 37. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,VIII,N8. p.78-83. 38. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,X,N10, p.70-75. 39. EDN,1985,v.30,26/XII,N28,p.110-116. 40. Electronic Business,1985,v.11,10/XII,N23,p.120. 41. Electronic Packaging and Production,1985,v,25,I,N1,p.74- 77;96-1O1. 42. New Electronics,1985,v,18,22/1,N2,p.101-102. 43. Electronics Week,1985,v.58,8/IV,N14,p.49-53. 44. Electronics,1985,v.58,12/VIII,N32,p.40-44. 45. New Electronics,1985,v.18,10/XII,N24,p.73,75. 46. Electronics,1985,v.58,1/VII,N26,p,19,22. 47. Electronic Packaging and Production,1985,v 25,VI,N6,p 11; 37-45; 82-83; 152-153. 48. Electronic Business,1985,v.11,1/II,N3,p.89. 49. Electronic Business,1985,v.11,1/III,N5,p.160-161. 50. Electronics and Power,1985,v.31,VIII,N8,p.560-562. 51. Technocrat,1985,v.18,VII,N7,p.33-40. 52. Electri » Onics,1985, v. 31 ,H,N2,p. 19-21. 53. Electronic Design,1985,v.33,15/VIII,N19,p.51-56. 54. Circuit World,1985,v.11,Winter,N2,p.39-41. 55. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,VIII,N8, p.86-91. 56. Electronic Production,1985,v.14,III,N3,p.14-16. 57. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,X,N1O, p.15-16. 58. Electronic Design, 1985,v.33,25/IV,N11,p.77,292. 59. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,VI,N6, p.48-51. - 286 -
60. Electronics, 1985,v.58,28/X,N43,p. 14-1 5. 61. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,VI,N6, p.86-88. 62. Circuits Manufacturing,1985,v.25,IV,N4,p.30-36. 63. NEC Research and Development,1985,I,N76,p.78-83. 64. EDN,1985,v.30,31/X,N24,p.85. 65. Fujitsu Scientific And Technical Journal,1985,v.21, VII,N3,p.285-287; 330-336. 66. Electronics,1985,v.58,25/XI,N47,p.20,22. 67. JET News,1985,v.5,18/XII,N10,p.6. 68. Electronics Week,1985,v.58,21/I,N4,p.51-54. 69. Electri • Onics,1985,v.31,VI,N6,p.73-79. 70. Electri* Onics,1985,v.31,11,N2,p.50-52. 71. Electronic Business,1985,v.11,10/XII,N23,p.59-60. 72. JEE,1985,v.22,V,N221,p.58-62. 73. The 34th Electronic Components Conference(1984,14-16/V, New Orlean,USA),p.363-368. 74. The 34th Electronic Components Conference (1984,14-16/V, New Orlean,USA),p.369-373. 75. Electronic Packagind and Production,1985,v.25,TV,N4, p.76-79. 76. Semiconductor International,1985,v.8,VII,N7,p.195. 77. Electronic Design,1985,v.33,14/XI,N26,p.57-58. 78. IEEE - CHMT-8,VI,N2,p.289-295. 79. The International Journal for Hybrid Microelectronics, 1984,v.7,IX,N3,p.35-43. 80. Electronic Packaging and Production,1985,v.25,IX,N9, p.112-116. 81. Вычислительная техника за рубежом в 1983 г. М,ИТМ и ВТ АН СССР, 1984,290с. 82. Computerworld,1985,v.19,10/VI,N23,р.1,8. 83. Ordinateurs,1985,10/VI,р.9. 84. Computerworld,1985,v.19,4/XI,N44,p.39-40,42. 85. Electronic News,1985,v.31,10/VI,N1553,p.22,24. - 287 -
Литература к разделу IX 1. Communications of the АСЫ, 1985, v.28, VII, N 7,p.690-704. 2. The 21Design Automation Conference (1984, 25-27/VT, Al- buquerqrue, New Mexico, USA). LEKE, 1984*, p.602-604. 5. IEEE Design and Test of Computers, 1985» v.2,X, N 5,P*15- 16,90-97* 4. Engineering with Computers, 1985, v.1, N 1, p.9-25* 5. International Conference on Computer Design(1985,51/X-5/XI, Port Chester, USA),p.405-408. 6. Electronic Design, 1985, v.55, 5/X, N 25, p.55-56. 7. New Electronics,1985, v.18, 10/X, N 24, p.66-69* 8. Electronics, 1985, v.58, 14/X, N 41, p.44-46. 9. Electronics, 1985, v.58, 14/X, N 41, p.50-51. 10. Electronic Design, 1985, v.55, 7/III, N 5, p.59-40. 11. Electronics, 1985, v.58, 24/VI, N 25, p.58-65. 12. The 21st Conference, p.86-87. 15* IEEE Design and Test of Computers, 1984, v.1, XI, N 4,p.95. 14a Electronics Weekly, 1985, 51/VII, N 1278, p.16. 15. Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.6-8. д 4- 16. The 21 Conference, p.59-65* 17. European Conference on Electronic Design Automation (1984, 26-50/III, Venue, University of Warwick, Great Britain)*♦, p.189-195. 18. Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.10-19. 19* Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.94-102. 20. Electronic Design, 1985, v.55, 24/1, N 2, p.67-76. 21. The 21st Conference, p.556-557. 22. Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.81-92. 25* IEEE Transactions on Computer-Aided Design, 1985, v.CAD-4, IV, N 2, p.154-142. 24. Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.55-40. 25* Future Generations Computer Systems, 1985» v.1, VI, N 4, p.215-214. 26. The 8^b International Joint Conference on Artificial In¬ telligence ( 1985, 8—12/VIII, Karlsruhe, West Germany), p.100-107. 27. The 8^ International Joint Conference on Artificial In¬ telligence ( 1985, 8-12/VTII, Karlsruhe, West Germany) P4110-115. * ** •Далее: The 21Si* Conference, p. ... ** Далее: European Conference, p. ... - 288 -
28. The 21st Conference, p.144-151. 29. Simulation, 1985, v.44, VI, N 6, p.275-284. 50. IBM Journal of Research and Development, 1984, v.28, H, N 5, P.557-545* 51. European Conference, p.55-54* 52. tree Design and Test of Computers, 1985, v.2, I,N 5,p.17-26. 55. IEEE Design and Test of Computers,1985,v.2,VIII,N 4,p.55-43* 54. IEEE Design and Test of Computers,1985,v.2,X, N 5,p«27-54. 55e Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.42-54. 56. Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.10-19* 57. The 21st Conference, p.508-514. 58. The 21st Conference, p.66-72. 59. Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.55-65* 40. The 21st Conference, p.265-272. 41. International Conference on Industrial Electronics, Cont¬ rol and Instruments IECON 84 (22-26/X, Tokyo, New York). 1984, p.254-258. 42. European Conference, p.204-208. 43. The 21st Conference, p.587-593. 44. European Conference, p.199-205* 45. The 21st Conference, p.315-521. 46. IEE Proceedings, 1985, v.132, Part I, III-IV, If 2,p.106-115. 47* European Conference, p.92-95* 48. The 21st Conference, p.81-85* 49. European Conference, p.194-198. 50. New Electronics, 1985, v.18, 5/H, N 5, p.26-28. 51* The 218^ Conference, p.75-80. 52. The 21st Conference, p.329-535. 53. The 21st Conference, p.251-257. 54. The 21st Conference, p.18-23. 55» The 21st Conference, p.24—31. 56. The 21st Conference, p.543-349. 57» The 4th Jerusalem Conference on Information Technology JCIT (1984, 21-25/V, Jerusalem, Israel), p.376-380. 58. Computer, 1985, v.18, II, N 2, p.22-32. 59. Вычислительная техника за рубежом в 1984 г. М., ИТМ и ВТ АН СССР, 1985, с. 202-203. 60. IEEE Design and Test of Computers,1985,v.2,X,N 5, p.61-73. 61. Electronics Week, 1985, v.58, 25/11, N 8, p.44-45. 62. New Electronics, 1985, v.18, 10/XII, N 24, p.70-71. 63. Electronics, 1985, v.58, 24/VI, N 25, p.27-28. - 289 -
• Electronics Weekly, 1986, 22/1, N 1500, р.22. • The 21st Conference, p.332-342. • Computer Design, 1985» v.24, 15/IX, N 12, p.52-60. . Electronics Week, 1985» v.58, 15/TV, N 15, p.30,31. 41Лк£)Г^С0ФОг(\1^ 4* 1А <0 О' 00 <Т* О V ГЧ! к> 4 1Л Ю С4' СО 04 Q v- GJ К\ 4" LA <0 фффЩфкПГ^О-С^С4- А- С- О- О- О СО СО СО СО СО со СО 00 со 00 (А О> OS Оч 04 04 04 о European . The 21at . The 21st . The 21st Conference, Conference, Conference, Conference, p.184-188. p.667-669. p.399-404. p.392-398. . VLSI Design, 1985, v.6, IV, N 4, p.46-50. • TREE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 1985, v.1, IX, N 5, p.31-38. • irtdк Circuits and Devices Magazine,1985, v.1,IX,N 5,p.31-38. . The 21st Conference, p.679-681. g4- • The 21 Conference, p.45-51. . I KkR Transactions on Computer-Aided Design, 1985, v.CAD-4, IV, N 2, p.121-126. « International Symposium on Circuits and Systems ISCAS (1984, 7-10/V, Montreal, Canada), p.453-456. st • The 21 Conference, p.38-44. s "t • The 21 Conference, p.137-143. q • The 21* Conference, p.52-58. • International Symposium on Circuits and Systems ISCAS (1984, 7-10/V, Montreal, Canada), p.444-448. . Integration, the VISI Journal, 1985, v.3, VI,N 2,p.129-149. • The 21st Conference, p.173-179. . The 21st Conference, p.32-37. . The 21st Conference, p.405-411. • Integration, the VISI Journal, 1985, v.3,VI, N 2,p.93-112. • IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985, v.SC-20, II, N 1, p.407-412. • The 21st Conference, p.616-623. • Software - Practice and Experience, 1985, v.15, VIII, N 8, p.795-806. . Integration, the VISI Journal,1985, v.3,VI, N 2, p.113-127. • The 21st Conference, p.388-391. • IkEK Journal of Solid-State Circuits, 1985, v.SC-20, IV, N 2, p.510-522. • The 21st Conference, p.133-136. . VLSI Design, 1985, v.6, IV, N 4, p.30-32. • ХИЗ Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 1985, v.GAD-4, VII, N 3, p.220-231. - 290 -
97* Electronics, 1985» v.58, 11/IX, N 37, p.19-20. 98. International Symposium on Circuits and Systems ISCAS (1984, 7-10/7» Montreal, Canada), p.449-452. 99. The 21s^ Conference, p.565-571. 100. The 21Conference, p.412-418. 101. Зарубежная радиоэлектроника, 1985, S 8, c.26-40. 102. IEEE Design and Test of Computers, 1985,v.2,IV,N 2,p.106-115* 103. Electronics Week, 1985, v.58, 22/IV, N 16, p.21-22. ' 104. The 21st Conference, p.152-159. 105. The 21st Conference, p.160-165. 106. The 21st Conference, p.466-472. 107. Integration, the VLSI Journal, 1985,v.3,П1, N 4,p.329-345* 108. The 21st Conference, p.459-465* 109* The 21st Conference, p.479-483* 110. The 21st Conference, p.484-489* 111. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1985, v.SC-20, IV, N 2, p.501-509* 112. Electronics, 1985, v.58, 19/VIII, N 33, p.18,19* 113* IEEE Design and Test of Computers, 1985,v.2,X,N 5,P*43-53* 114. VISI Design, 1985, v.6, IV, N 4, p.78-81. 115* IEEE Design and Test of Computers,1985,v.2,IV, N 2,p.17-19* 116. Computer Design, 1985, v.24, 1/X, N 13, p.77-80. 117. USEE Spectrum, 1985, v.22, TV, N 4, p.38-45. 118. IEE Proceedings, 1985, v.132, Pt.E, IX, N 5, p.251-256. 119. The 21Conference, p.203-208. 120. IBM Journal of Research and Development, 1984, v.28, IX, N 5, p.625-634. 121. TREE Design and Test of Computers,1984,v.1,XI, N4,p.45-52. 122. Г ERE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems, 1985, v.CAD-4, VTI, N 3, P.264-269* 123* TREE Design and Test of Computers,1984,v.1,XI,N 4,p.25-32. 124. TREE Transactions on Computers, 1985, v.C-34, V, N 5, p.424-433. 125. TREE Transactions on Computers, 1985, v.C-34, V, N 5, p.426-433* 126. IEEE Design and Test of Computers,1985,v.2,X,N 5,P*5Z*—60* 127. VLSI Design, 1985, v.6, IV, N 4, p.24-90. 128. IEEE Design and Test of Computers,1985,v.2,X,N 5,p.74-82. 129. Integration, the VLSI Journal, 1985, v.3, III,N 1,p.3-12. 150. The 21st Conference, p.209-215. 131. IEEE Transacrtions of Information Theory, 1985, v.IT-31, I, N 1, p.10-17* - 291 -
132. TEKK Design and Test of Computers,1985,v.2,IV,N 2,p.50-58. 133. IEEE Design and Test of Computers,1986,v.3,IV,N 2,p.48-53. 134. IEEE Design and Test of Computers,1986,v.3,II,N 1,p.82-83. 135. The 21st Conference, p.180-195. 136. European Conference, p.46-50. 137* I КЕМ Design and Test of Compute rs,1984, v. 1 ,V,N 2,p.68-78. 138. Electronics, 1985, v.58, 9/XII, N 49, p.23,26. 139. IEEE Design and Test of Computers,1985,v.2,VIII, N 4,p.21. 140. IEE Proceedings, 1985, v.132, Pt.G, VI, N 3, p.108-110. 141. Electronics, 1985, v.58, 25Al, N 47, p.56-57. 142. IEEE Design and Test of Сотриters,1985,v.2,VIII,N 4,p.56-68. 143. Electronic Design,1985, v.33, 16/V, N 11, p.59-64.
Литература к разделу X 1. Journal of Information Systems Management,1985,v.2, Winter, N 1, p.21-28. 2. Data Communications, 1985, v.14,II, N 2,p.177-178,181-182, 185,186, 189-191, 3. Computer Weekly,1985,7/111, N 953,p.6. 4. Computer Communication Review, 1985,vf15,TV-V, N 2, p.60—64. 5. Computers and Security, 1985, v.4,ni, N 4, p.325-341. 6. Datamation, 1985,v.31,15/X,N 20, p.101-102,104,106. 7. Computer Communication Review,1985,v.15, IV-V, N 2, p.8-27. 8. Computerworld, 1985, v.19,24/VI, N 25, p.10. 9. Computer Weekly,1985,20/VI, p.104. 10. Computer Weekly,1985, 27/VI, p.10-11. 11. Computer Weekly,1985,25/VTI, p.3. 12. Communications Systems Worldwide,1985,IX,p.8. 13. New Electronics, 1985,v.18,17/IX,N 18,p.11. 14. Computerworld,1985,v.19,29/VII, N 30,p.4. 15. Computer Weekly,1985,11/VII, p.24. 16. New Electronics, 1985,v. 18,5/HI, N 5,р.1б. 17. Computer Weekly,1985,7/111, N 953,p.22. 18. Computer Systems, 1985,v.5,IV,N 4,p.51-55. 19. Computer Weekly,1985,14/XI,p.10-11. 20. Computing. The Newspaper ,1985,14/XI, p.28, 21. Electronics, 1985,v.58,11/XII, N 45,p.16-17. 22. IEEE Communications Magazine, 1985,v.23,HI, N 3, p.46-52. 23. Computer Networks and, ISDN Systems, 1985,v, 10,X-XI,N 3-4, p.231-237. 24. Computer Communication Review,1985,v.15,IX,N 4,p.63-70. 25. Computer Communication Review,1985, v.15,IX, N 4, p.54-62. 26. Computer ,1985,v.18,V,N 5,p.51-65. 27. Irish Computer,1985, v.9,X, N S,p.46,48,50. 28. Australian Electronics Engineering,1985,v.18,I, N 1, p.13-16. 29. Middle East Computing,1984-1985,XIb.1, N 18, p.59-60,62. 30. IEEE Transactions on Computers, 1985, v.C-34,I, N 1,p.90-94 31. Computer Networks and ISDN Systems,1985,v.9,II, N 2, p.131-141. 293 -
32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. Computer Networks and ISDN Systems, 1985,v.9,III, N 3, p.215-221. IEE Proceedings, 1985,v.132,Pt.E,VII, N4, p.189-195. IEEE Transactions on Communications, 1985, v,COM-33. VII, N 7, p.612-619. IEEE Transactions on Communications, 1985, v,COM-33, VII, N 7, p.620-626. Systems and Computers in Japan,1985,v.16,III-IV,N 2, p.38-46. Computer Networks and ISDN Systems,1985,v.9,III, N 3, p.209-214. Interfaces in Computing,1985,v.3, V, N 2,p.153-162. IEEE Transactions on Communications, 1985,v.COM-33,III, N 3, p.574-577. Computer Communications,1985,v.8,VI,N3, p.128-140. Computer Networks and ISDN Systems,1985,v,9,III, N 3, p.191-200. Computer Networks and ISDN Systems,1985,v.9,V,N 5, p.345-352. IEEE Transactions on Computers,1985,v.C-34,XI,N 11. p.1006-1014. Mini-Micro Systems,1985,v. 18,15/H, N 3,p.59-60,63-64. Communications International,1985,v.12, X,N 10,p.26,28-29. Mini-Micro Systems,1985,v,18,I,N l,p.74,79,81,83. Communications International,1985,v.12,X,N 10,p.41,43. 49,51,54. Computer Networks and ISDN Systems,1985,v.10,XII, N 5, p.259-273. New Electronics,1985,v,18,9/VII, N 14,p.46,49-50. Computing, The newspaper,1985,24/X,p,24. Computing, The newspaper,1985,24/X, p.27. Computer Weekly,1985,24/X, p.13. Data Communications, 1985,v.14,11, N 2,p.46,48,50. Journal of Lightwave Technology,1985,v.LT-3,III, N 3, p.432-437. Journal of Lightwave Technology,1985,v,LT-3,III, N 3, p.438-447. Journal of Lightwave Technology,1985,v.LT-3,III, N 3,p.479-489. Journal of Lightwave Technology,1985,v.LT-3,III,N 3, p.511-524.
58. Journal of Lightwave Technology,1985,v.LT-3,HI, N 3 p.496-501 59» Communications International, 1985,v.12,X, N 10, p.19-20, 24. 60. Communications News, 1985,v.22,XI, N 11, p.49-51. 61. New Electronics, 1985, v.18,17/IX, N 18,p.45-48. - 295 -
СОДЕРЖАНИЕ стр. I. г.н. Соколова . Состояние и тенденции развития зарубежной высокопроизводительной вы¬ числительной техники 3 II. в.К. зейденберг . Капиталистический рынок ВТ.... 28 III. а.в. петров . Новые зарубежные вы¬ сокопроизводительные ЭЕМ 59 IV. в .н.головня . Особенности развития архитектуры высокопроизводительных вычислитель¬ ных машин 94 V. л.и.круглякова . Программное обеспе - чение высокопроизводительных ЭШ 127 VI. ю.м.марке ев . Элементная база логи¬ ческих устройств высокопроизводительных ЭВМ... 156 1. Кремниевые биполярные схемы 159 2. Кремниевые КМОП-схемы 166 3. Арсенид-галлиевые схемы 169 4. Оптические интегральные схемы 171 5. Схемы на переходах Джозефсона 173 6. Перспективы создания биомолекуляр- ных ЭВМ 174 УП. т.в. мухйна . Элементная база полупро¬ водниковой памяти и внешние запоминающие уст¬ ройства высокопроизводительных ЭВМ 177 1. Схемы для сверхбыстродействующей па¬ мяти 178 2. Схемы для оперативной памяти 181 8. Энергонезависимая полупроводниковая память с электрической перезаписью информации 201 - 296 -
4. Устройства внешней памяти ЭВМ. Оптичес¬ кие ЗУ 203 УШ. в.с. савченко . Конструкторско-техно¬ логическая база высокопроизводительных ЭВМ 210 IX. н.м.толчинская . Автоматизация проек¬ тирования ЭВМ.. 222 1. Логическое проектирование 223 2. Конструкторское проектирование 234 3. Тестирование 239 X. м.в. таранчева . Вычислительные сети. 242 1. Вопросы стандартизации 242 2. Методы формального описания, верифика¬ ция и тестирование протоколов 247 3. Локальные сети 248 Сокращения 255 Литература к разделу I 257 Литература к разделу II 259 Литература к разделу III 262 Литература к разделу U 266 Литература к разделу У 270 Литература к разделу У1 275 Литература к разделу УН 280 Литература к разделу УШ 285 Литература к разделу IX 288 Литература к разделу X 293 - 297 -
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА ЗА РУБЕЖОМ В 1985 г. Редактор В.К.Зейденберг Отв. за подготовку рукописи к изд. Н.Г.Емелина Корректор О.И .Миронова Сдано в набор 2.08.1988 г. Подп.к печати 28.11.1988г. Т—17389 Формат 60x90/18 Ротапринт .Усл.печ.л. 18,7 У ч.-изд.л. 11,8. Тир.1000 Зак. 1737 Цена 1р.30 коп. ИТМ и ВТ АН СССР,117333,Москва,Ленинский пр.,51