Не компьютер, а транспьютер!

История Atari Transputer Workstation 800

Взято тут

В конце 80-х компьютерные технологии упёрлись в очередной тупик. Возможности, которые могли предоставить 16-разрядные процессоры, были почти исчерпаны, при этом новое программное обеспечение требовало всё более мощного «железа». Решением, позволявшим увеличить мощность в рамках имеющихся средств, было создание расширяемых мультипроцессорных рабочих станций, на которых несколько быстрых процессоров работали бы параллельно. Сегодня мы познакомимся с одной из таких систем!

Идея транспьютера принадлежит компании INMOS. Её суть была в повышении производительности системы за счёт параллельной работы нескольких процессоров. Каждый транспьютер представлял собой процессор с собственной памятью и 4 высокоскоростными шинами, позволявшими подключать к нему до 4-х других транспьютеров.

Принцип транспьютера

В свою очередь, каждое из этих устройств могло объединить ещё несколько машин, создавая тем самым всё более крупные сети!

Простейшая сеть

Внимательный читатель спросит: а чем отличается транспьютерная сеть от обычной локальной сети? В отличие от компьютеров, связанных по сети, транспьютеры работали как единая многопользовательская система. Чем больше транспьютеров было состыковано, тем мощнее была система в целом. При этом не важно, находились ли эти транспьютеры на одной машине или на разных.

Специальная ОС автоматически распределяла вычислительные ресурсы между узлами сети, и отключение одного транспьютера не приводило к отключению всей системы, его ресурсы моментально перераспределялись другим.

Перспективы просто ошеломляли! Транспьютер рекламировался как «движок» параллельной «нейронной сети», которая будет работать скорее как мозг, нежели как традиционный компьютер. На какой-то момент над планетой замаячила перспектива системы глобального разума SkyNet! По странному совпадению, транспьютер фирмы INMOS назывался T800!

Perihelion Software и Hardware

В 1986-м году британский инженер Тим Кинг оставил работу в компании MetaComCo и вместе с несколькими единомышленниками основал фирму Perihelion Software, основным проектом которой стала операционная система «HeliOS» на базе UNIX, изначально предназначеная для работы с транспьютерами.

В это же время их коллега Джек Лэнг основал компанию Perihelion Hardware для создания новой рабочей станции на базе процессора INMOS T800 для работы под управлением HeliOS.

Названия были выбраны не случайно: «перигелий» — точка орбиты планеты, в которой она находится максимально близко к солнцу. Гелиос — греческий бог солнца. Так компания подчеркивала, что она находится в авангарде всех мыслимых компьютерных технологий!

Параллельно Perihelion выполняла сторонние проекты. Для Commodore она разработала AmigaDOS, а для Atari - ST BASIC, использовавшийся в компьютерах серии Atari ST.

Идея периферийной транспьютерной платы не вызвала энтузиазма у Commodore, тогда как Atari заинтересовалась и платой, и самой рабочей станцией.

Стандартная рабочая станция конца 80-х должна была иметь скорость вычислений не менее 1 MIPS, ОЗУ не менее 1 Мб, разрешение экрана не менее 1 Мп, скорость сети не менее 1 Мб/с, а также многозадачную ОС. Одной из сфер применения таких станций были вычислительные центры, где большое число сотрудников получало одновременный доступ к мощному компьютеру для научных вычислений.

От Abaq к ATW800

Транспьютерный чип INMOS T800
Perihelion и Atari заключили сделку, по которой фирма Perihelion предоставляла программное обеспечение, а Atari — выпускала «железо» и осуществляла дистрибуцию готовых станций.

Новая машина была представлена на выставке COMDEX в ноябре 1987 года под названием «Abaq». Она существовала в двух версиях: периферийной платы, подключаемой к шине компьютера Mega ST и автономной системы с миниатюрной Mega ST внутри в качестве процессора.

Первые прототипы была выпущена в мае 1988 года, однако серийный выпуск начался только через год. Поскольку название «Abaq» в Европе было уже занято, систему переименовали в «ATW800».

Стоимость одной «башни» колебалась в районе £5000-7000 (от 10 450 до 14 630 сегодняшних фунтов с поправкой на инфляцию). Впрочем, рабочие станции конкурентов были не менее дорогими. Так, Apollo DN4000 на базе Motorola 68020 стоил свыше 40 000 немецких марок.

Ингредиенты транспьютерной станции

Для своего времени система получилась невероятно инновационной!

Транспьютер T800 имел кэш-память 4 Кб и арифметический сопроцессор. Он работал на скорости 1,5 MFLOP (1,5 млн операций с плавающей запятой в секунду при тактовой частоте 20 МГц) и был быстрее, чем 32-битная процессорная пара Motorola 68030 + 68881.

Процессор ввода-вывода, представлял собой компьютер Atari Mega ST в миниатюре с собственной памятью 512 Кб. В принципе, его можно было бы использовать в качестве автономного компьютера, если бы у него был графический чип.

Подсистема ввода-вывода - Atari Mega ST на одной плате!

Рабочая станция имела 4 последовательных интерфейса со скоростью 20 Мбод или 20 миллионов символов в секунду, в то время как обычный модем того времени обрабатывал только 2400 символов в секунду. К каждому слоту можно было подключить дополнительные «фермерские» карты, каждая из которых содержала 4 транспьютера. Таким образом, полностью расширенный ATW800 содержал бы 17 (16+1) транспьютеров! Шина имела и внешний выход, что позволяло объединить несколько машин ATW в одну большую «ферму»!

«Фермерская» карта с 4 чипами T800

Потенциальная вычислительная мощность одного ATW достигала 20 MFLOP, что на конец 80-х было совсем немало! Для сравнения, Intel 80486 с тактовой частотой 25 МГц достигал 1 MFLOP. Конечно, были системы и помощнее, например, Cray X-MP, выпущенный в 1984 году, обеспечивал колоссальные 942 MFLOP, но при этом он стоил 15 миллионов долларов!

Видеомодуль Blossom поддерживал несколько разрешений в диапазоне от 1280x960 с 16 цветами до 512x480 в 32-битном true color. Он также включал в себя ряд высокоскоростных эффектов и функции блиттера. В дополнение к имеющимся режимам, можно было запрограммировать любое количество дополнительных. Цветовая палитра, а также вертикальная и горизонтальная синхронизация также могли быть изменены программно. Система поддерживала несколько битовых плоскостей с разными разрешениями, а также некоторые формы сглаживания, масштабирования и аппаратного панорамирования. При условии объединения нескольких ATW, можно было добиться глубины цвета до 24 бит и на высоких разрешениях. Позднее многие из этих наработок перешли в консоль Atari Jaguar.

ОС HeliOS была похожа на Unix, но в ней отсутствовала защита памяти - в основном, из-за отсутствия на транспьютере блока управления памятью (MMU). Это было не критично - при стековой архитектуре транспьютера MMU был не так важен. В то же время на HeliOS работали стандартные утилиты Unix, включая оконную систему X Window в качестве графического интерфейса пользователя.

Устройство

Для работы системы использовались уже имеющиеся мониторы и клавиатуры компьютеров Atari Mega ST. Корпус представлял собой нетипичную для компьютеров Atari (но зато вполне обычную для рабочих станций) «башню», на передней стенке которой размещались дисководы и кнопки управления.

На материнской плате находился транспьютер T800 и 4 Мб оперативной памяти с перспективой расширения до 16 Мб с помощью модулей SIMM.

Материнская плата Atari ATW800

Периферийные платы помещались не вертикально, как в современных компьютерах, а горизонтально, в несколько слоёв. Над материнской платой находилась плата ввода-вывода (комплект Atari Mega ST). Между ними была зажата плата видеомодуля Blossom.

Вид на плату Blossom (карта с Mega ST откинута вправо)

Чуть выше Blossom находился транспьютер IMS T800. С помощью 4-х плат расширения можно было установить еще до 16 транспьютеров.

Невероятно близко к солнцу

В ожидании скорого выхода системы, сторонние производители уже проектировали периферийные устройства, платы расширения памяти, сетевые карты Ethernet и X25, карты асинхронной связи, аналого-цифровые преобразователи для научных исследований и др. Также в разработке находилась подсистема запоминающих устройств и внешний блок Polyhedron сразу для 12 фермерских карт, что давало перспективы расширения одной рабочей станции до 48 дополнительных транспьютеров T800 и 48 Мб дополнительной памяти! С этим устройством ATW имела бы вычислительную мощность легендарного суперкомпьютера CRAY 1 1976 года! Если бы проект увенчался успехом, корпорация Atari оказалась бы монопольным производителем универсальных расширяемых рабочих станций!

Мейнфрейм на базе транспьютеров

Однако после выпуска первых 350 машин, производство ATW800 было свёрнуто...

Никогда не было и вот опять

Как это часто бывает, первые проблемы начались из-за пустяка. Согласно договору, компания Perihelion должна была заниматься регистрацией и обслуживанием устройств, однако Atari так и не передала партнёру необходимые клиентские документы.

Тем временем, в апреле 1989-го, компания INMOS была куплена SGS-Thomson (ныне STMicroelectronics). Проект нового транспьютера T9000 из-за различных технических проблем так и не реализовался, что положило конец транспьютерам как платформе. К моменту выхода первого ATW800, компании INMOS уже фактически не существовало, а больше транспьютеры никто не производил.

Посыпались жалобы и от разработчиков — ОС HeliOS оказалась для них слишком «экзотичной».

В этот непростой момент на рынке появились первые 32-битные системы, открывавшие новые горизонты развития информационных технологий, и идея сложных и супер-дорогих транспьютеров окончательно потеряла актуальность, из передовой технологии превратившись в очередной том истории информатики на пыльной полке истории.

Линейка Atari ST продолжилась 32-битными компьютерами TT030 и Falcon.

Эпилог

Технология транспьютера все еще используется сегодня, например, в новейших игровых приставках. Права на технологию по-прежнему принадлежат ST Microelectronics.

Те несколько сот экземпляров ATW800, которые всё же выпустили в 1988-1990 гг использовались в Техническом университете Брауншвейга и в центре разработок Volkswagen в Вольфсбурге, где с помощью системы выполнялось моделирование шасси.

Источники
1. Atari Museum - ATW800
2. Daves Old Computers - Atari Transputer Workstation
3. Руководство пользователя HeliOS, PERIHELION SOFTWARE LTD, Май 1991-го
4. База данных транспьютеров - ATW800
5. Atari User - ATW800

Всё