Multiflow Computer, Inc. , основанная в апреле 1984 года недалеко от Нью-Хейвена, Коннектикут, США , была производителем и продавцом оборудования и программного обеспечения для мини-суперкомпьютеров, воплощающих стиль дизайна VLIW . Multiflow, зарегистрированная в штате Делавэр , прекратила свою деятельность в марте 1990 года после продажи около 125 мини-суперкомпьютеров VLIW в США , Европе и Японии .
Хотя коммерческий успех Multiflow был небольшим и недолгим, его технический успех и распространение технологий и людей оказали большое влияние на будущее информатики и компьютерной индустрии. Компьютеры Multiflow, возможно, были самыми новыми из когда-либо продаваемых, программируемых и используемых как обычные компьютеры. (Другие новые компьютеры либо требовали нового программирования, либо представляли более последовательные шаги по сравнению с существующими компьютерами.)
Наряду с Cydrome , компанией-производителем мини-суперкомпьютеров VLIW, имевшей меньший коммерческий успех, Multiflow продемонстрировал практичность стиля дизайна VLIW, что удивило многих. Хотя VLIW все еще вызывает споры, с тех пор он стал силой в высокопроизводительных встроенных системах и медленно находил признание в вычислениях общего назначения.
Ранняя история
Технологические корни
Стиль дизайна VLIW (от Very Long Instruction Word) был впервые предложен Джозефом А. (Джошем) Фишером , профессором информатики Йельского университета , в период 1979-1981 годов. VLIW было мотивировано компилятор планирования методики, называемой планирования следа , что Фишер был разработан в качестве аспиранта в Куранта Институте математических наук в Нью - Йоркского университета в 1978. Трассировка планирования, в отличие от любой известной технологии компилятора, подвергается значительное количество instruction- уровень параллелизма (ILP) в обычных компьютерных программах без трудоемкого ручного кодирования. Это подразумевало практичность процессоров, для которых компилятор мог рассчитывать найти и определить ILP.
VLIW был предложен Фишером как способ создания универсальных параллельных процессоров на уровне команд, использующих ILP в такой степени, которая была бы непрактичной при использовании того, что позже будет называться суперскалярным оборудованием управления. Вместо этого компилятор мог бы заранее организовать выполнение ILP почти синхронно аппаратным обеспечением, управляя длинными инструкциями или подобным механизмом. Хотя ранее существовали процессоры, достигавшие значительных объемов ILP, все они полагались на код, кропотливо распараллеливаемый вручную пользователем, или на библиотечные подпрограммы , и поэтому не были компьютерами общего назначения и не соответствовали парадигме VLIW .
Практичность составления графиков трассировки была продемонстрирована компилятором, созданным в Йельском университете Фишером и тремя его аспирантами, Джоном Руттенбергом, Александру Николау и особенно Джоном Эллисом, чья докторская диссертация по компилятору была удостоена награды ACM за докторскую диссертацию в 1985 году. В процессе компиляции группа Фишера начала разработку архитектуры и аппаратного обеспечения под названием ELI (Enormously Long Instructions).
Начало бизнеса
ELI, который должен был иметь 512-битные командные слова и инициировать 10-30 операций RISC за цикл, так и не был построен. Вместо этого Фишер, Руттенберг и Джон О'Доннелл, возглавлявшие проект оборудования ELI, основали Multiflow в 1984 году, не сумев заинтересовать основные компьютерные компании в партнерстве в проекте ELI. Первоначально Multiflow должна была стать подразделением компании Apollo Computer по производству рабочих станций , но в конце концов она обратилась за венчурным финансированием, завершив первый раунд финансирования в январе 1985 года, когда в компании уже было около 20 сотрудников. Дональд Экдал, бывший глава компьютерного подразделения NCR , пришел в компанию в 1985 году в качестве генерального директора .
Multiflow поставила свои первые действующие минисуперкомпьютеры VLIW в начале 1987 года на три бета-сайта: Grumman Aircraft , Sikorsky Helicopter и Центр исследований суперкомпьютеров. Trace 14/200 был продемонстрирован публике на конференции по суперкомпьютерам в мае 1987 года в Санта-Кларе, штат Калифорния .
Технология
Инновационная архитектура
Первые компьютеры Multiflow назывались Trace 7/200 и Trace 14/200. 7 / в номере модели компьютера означает, что процессор может инициировать семь операций в каждом цикле, используя 256-битную команду, состоящую из 7 32-битных операций и 32-битного служебного поля. Эти 7 операций были 4 целыми числами / памятью , 2 плавающими и ветвлением . У моделей 14 / было вдвое больше каждой инструкции и, следовательно, 512-битные командные слова. Как и многие другие процессоры того времени, ориентированные на научные исследования, Trace не имел традиционной кэш-памяти .
Multiflow также анонсировала модель 28 / с самого начала, и в конце концов они были построены и проданы нескольким клиентам. 28 / имели 1024-битные командные слова. Наличие обычных программ, скомпилированных для подобных компьютеров, было бесспорно революционным, поскольку ни один из более ранних компьютеров не предлагал скомпилированный ILP, даже как в моделях 7 /. Системы 28 / раздвинули эти пределы далеко за пределы академических или промышленных концепций. В то время как только несколько клиентских программ содержали достаточно ILP, чтобы поддерживать 28 операций / занято, когда они это делали, производительность была замечательной, поскольку тогда процессор в среднем инициировал почти все 28 операций.
Аппаратное обеспечение
Каждый канал данных 7 / процессор состоял из платы блока управления, платы целочисленного ALU и платы с плавающей запятой. 14 / добавил вторую целочисленную плату ALU и вторую плату с плавающей запятой. До того, как появились многие системы, стали доступны более быстрые микросхемы с плавающей запятой сторонних производителей, а семейство / 200 было заменено несовместимыми с объектным кодом 7/300 и 14/300, а 14/300 стал, безусловно, самым лучшим чипом компании. популярная модель. Примерно в 1988 году была представлена серия начального уровня / 100, но по сути это были системы / 300 с более медленными часами. Все процессоры были построены с использованием вентильных матриц CMOS для целочисленных ALU и регистров , сторонних микросхем с плавающей запятой и интегральных схем среднего размера для управления и других частей.
В 1988 году компания приступила к разработке семейства ECL / 500, которое должно было включать 14 /, которое также можно было использовать в качестве мультипроцессора для двух моделей 7 /, но эта система не была завершена до того, как компания прекратила свою деятельность.
Один из примеров системы Trace хранится в Музее компьютерной истории .
Инновационное программное обеспечение
Multiflow также производил программные инструменты для построенных ею систем. Системы работали под управлением Berkeley Unix . Вероятно, в то время, когда были поставлены системы Multiflow, ни один компьютер, который выдавал инструкции длиннее одной операции за раз, никогда не запускал скомпилированную основную операционную систему. Тем не менее, вся операционная система Unix и обычные инструменты работали с обычными скомпилированными частями на всех моделях компании.
Компилятор заслуживает особого внимания, как и следовало ожидать, учитывая технологию Multiflow. Компания создала новый компилятор в стиле, аналогичном тому, который был разработан в Йельском университете, но в промышленном масштабе и с включением многих коммерчески необходимых возможностей. Помимо реализации агрессивного планирования трассировки, он был известен своей надежностью, включением передовых методов оптимизации и способностью одновременно обрабатывать множество различных языковых вариантов и все различные несовместимые с объектным кодом модели. Следы Multiflow. (Хотя код из 7 / X00 мог корректно работать на 14 / X00, природа архитектуры требовала, чтобы его пришлось перекомпилировать, чтобы он работал быстрее, чем на 7 /.)
К 1985 году компилятор генерировал правильный код, а к 1987 году он производил код, обнаруживший значительное количество ILP. После 1987 года, под давлением клиентов и потенциальных клиентов, при его разработке упор делался на характеристики и функциональность, хотя улучшение, ориентированное на производительность, продолжалось.
Компилятор был настолько надежен и настолько хорош в раскрытии ILP независимо от системы, для которой он был предназначен, что после закрытия Multiflow компилятор был лицензирован многими крупнейшими компьютерными компаниями. Было сообщили , что это включает Intel , Hewlett-Packard , Digital Equipment Corporation , Fujitsu , Хьюз , HAL Computer Systems и Silicon Graphics . Другие известные компании, получившие лицензию на эту технологию, включают Equator Technologies, Hitachi и NEC . Составители построен , начиная с этого кода базы были использованы для опережающего развития и бенчмарка отчетности для самых важных суперскалярными процессоров 1990 - х годов. Потомки компилятора все еще широко использовались спустя 20 лет после того, как он впервые начал генерировать правильный код (в частности, компилятор Intel icc "Proton" и компилятор NEC Earth Simulator), и часто используются в качестве эталонных целей для разработки новых компиляторов. Массачусетский технологический институт и Вашингтонский университет входят в число университетов, которые получили и использовали компилятор для передовых исследовательских целей.
Компилятор Multiflow был написан на C . Он предшествовал популярному использованию C ++ (Multiflow был бета-сайтом для этого языка). Однако разработчики компилятора твердо верили в объектно-ориентированную парадигму, и у компилятора был довольно своеобразный стиль, который инкапсулировал в нем структуры и операции. Это вызвало крутой период обучения для многих разработчиков, которые использовали его после кончины Multiflow, но это обычно считалось хорошей инвестицией из-за уникального сочетания амбициозной компиляции и надежной инженерии, предлагаемой компилятором.
Клиенты и история бизнеса
Клиенты
В то время как часть продаж Multiflow была направлена организациям, желающим узнать больше о новом стиле дизайна VLIW, большинство систем использовалось для моделирования в средах разработки продуктов: механических, аэродинамических, защитных, динамических, химических и некоторых электронных. Заказчики варьировались от крупной столичной компании по контролю качества воздуха до крупной компании по производству моющих средств, продуктов питания и прочих потребительских товаров, а также ожидаемых компаний тяжелой промышленности, исследовательских лабораторий и университетов. В 1987 году GEI Rechnersysteme GmbH, подразделение Daimler-Benz , с большим успехом начала распространение Traces в Германии , несмотря на жесткую конкуренцию со стороны других компаний, производящих мини-суперкомпьютеры. В последующие три года Multiflow открыла офисы или имела дистрибьюторов в большинстве стран Западной Европы и Японии, а также открыла офисы во многих крупных городах США.
Конец Multiflow
Компания Multiflow прекратила свою деятельность 27 марта 1990 года, через два дня после разрыва крупной сделки с Digital Equipment Corporation. В этот момент совет директоров определил, что перспективы успешного дополнительного финансирования в суммах, необходимых для доведения Multiflow до погашения, слишком маловероятны, чтобы оправдать продолжение деятельности компании. В провале Multiflow часто анекдотично обвиняют «хорошую технологию, но плохой маркетинг», «хорошее программное обеспечение, но медленное, консервативное оборудование», некоторые свойства ее инновационной технологии или даже изолированное расположение ее штаб-квартиры. Более вероятной причиной было то, что бизнес-план компании был несовместим с сейсмическими сдвигами в компьютерной индустрии. Казалось, что для создания полномасштабной компьютерной компании общего назначения к 1990 году потребовалось много сотен миллионов долларов (США). Но убийственная микро- революция означала, что конкуренция будет все более быстрой и дешевой. Экономия, присущая микропроцессорам, была недоступна для стартапов в целом и несовместима с VLIW, которые потребовали бы слишком много кремния для плотностей того времени. (Первым микропроцессором VLIW был Philips Life, предок сегодняшней TriMedia , поставленный несколько лет спустя.) С момента основания Sun и SGI в начале 1980-х годов ни одна новая компьютерная компания общего назначения не добилась успеха без создания компьютеров, для которых существовала существующая обширная база программного обеспечения, и ни одна из многих компаний-стартапов мини-суперкомпьютеров 1980-х годов в конечном итоге не преуспела.
Корпоративная культура
Multiflow был укомплектован инженерами, компьютерными специалистами и другими компьютерными профессионалами, которых привлекало сочетание новаторской и сложной технологии, тяжелой битвы и замечательного социального опыта работы в самой талантливой группе, которой они когда-либо могли быть. часть. Система была настолько нова, что многие ожидали, что ее разработка потерпит неудачу. Несмотря на это, хотя ни один из сотрудников (кроме Экдала) никогда не занимал руководящих инженерных должностей, системы Trace и их программное обеспечение были поставлены вовремя, были надежными и превзошли обещанные показатели. В значительной степени это было связано с уровнем талантов тех, кого привлекала компания, и с потрясающей средой обучения, в которой она была с самого начала.
После закрытия Multiflow ее сотрудники оказали огромное влияние на отрасль. Небольшая основная группа инженеров и ученых, насчитывающая около 20 человек, подготовила 4 научных сотрудника из крупных американских компьютерных компаний (2 из которых были лауреатами премии Эккерта-Мочли ), нескольких основателей успешных стартапов и руководителей крупных разработок в крупных компаниях. Единственный нетехнический человек в основной группе, нанятый из бизнес-школы, продолжил руководить корпоративным развитием в крупной исследовательской лаборатории. По мере роста Multiflow продолжал традицию найма талантливых людей: например, автор документации стал одним из самых влиятельных редакторов компьютерных изданий. Влияние Multiflow на компьютерную индустрию во многом было связано не только с технологиями, но и с людьми.
Внешние ссылки
- Книга по истории Multiflow
- Архитектура и реализация суперкомпьютера VLIW
- Архитектура VLIW для компилятора планирования трассировки
- Компилятор планирования трассировки Multiflow
- Встроенная / VLIW-книга с большим количеством контента, связанного с Multiflow
- Архитектура с очень длинным командным словом и ELI-512
- Параллельная обработка: умный компилятор и немая машина
- Bulldog: компилятор для архитектур vliw