ميكو ساينتيفيك

الموسوعة الحرة

كانت شركة Meiko Scientific Ltd. شركة بريطانية متخصصة في الحواسيب العملاقة مقرها في بريستول ، وقد أسسها أعضاء فريق التصميم الذين عملوا على معالج Inmos transputer الدقيق .

تاريخ

في عام ١٩٨٥، عندما اقترحت إدارة شركة إنموس تأجيل إطلاق معالج ترانسبوتر، استقال كل من مايلز تشيسني، وديفيد ألدن، وإريك بارتون، وروي بوتوملي، وجيمس كاوني، وجيري تالبوت، وشكلوا شركة ميكو ( التي تعني باليابانية "مصممة هندسيًا بشكل جيد") للبدء في العمل على أجهزة متوازية ضخمة تعتمد على المعالج. وبعد تسعة أسابيع، في يوليو ١٩٨٥، عرضت الشركة نظام ترانسبوتر قائمًا على معالجات ترانسبوتر تجريبية ذات ١٦ بت في مؤتمر سيغراف في سان فرانسيسكو.

في عام 1986، أُطلق نظامٌ قائمٌ على معالجات T414 ذات 32 بت تحت اسم " سطح الحوسبة ميكو" . وبحلول عام 1990، باعت ميكو أكثر من 300 نظام، ووصل عدد موظفيها إلى 125 موظفًا. وفي عام 1993، أطلقت ميكو الجيل الثاني من نظام ميكو CS-2 ، إلا أن الشركة واجهت صعوبات مالية في منتصف التسعينيات. نُقل الفريق التقني والتكنولوجيا إلى شركة مشروع مشترك تُدعى " كوادريكس سوبركومبيوترز وورلد المحدودة " (QSW)، والتي أسستها شركة "ألينيا سبازيو" الإيطالية في منتصف عام 1996. وفي "كوادريكس"، طُوّرت تقنية الربط البيني لنظام CS-2 لتصبح "كيو إس نت" .

اعتبارًا من عام 2026[ 1 ] لا يزال موقع ميكو الإلكتروني القديم موجودًا.

سطح الحوسبة

كان جهاز Meiko Computing Surface (الذي يُشار إليه أحيانًا باسم CS-1) حاسوبًا فائقًا متوازيًا للغاية . اعتمد النظام على معالج Inmos transputer الدقيق ، واستخدم لاحقًا معالجات SPARC و Intel i860 أيضًا. [ 2 ] [ 3 ]

تتألف بنية سطح الحوسبة من لوحات متعددة تحتوي على معالجات مترابطة متصلة ببعضها عبر روابط اتصال من خلال رقائق تبديل الروابط المصممة من قبل شركة ميكو. وقد تم إنتاج مجموعة متنوعة من اللوحات المختلفة بأنواع مختلفة من المعالجات المترابطة، وسعات ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، والأجهزة الطرفية.

كانت بيئة البرمجيات الأولية المُقدمة لسطح الحوسبة هي نظام برمجة أوكام (OPS)، وهو نسخة ميكو من نظام تطوير معالجات D700 Transputer من إنموس. وسرعان ما تم استبداله بنسخة متعددة المستخدمين ، MultiOPS . لاحقًا، قدمت ميكو أسطح الحوسبة الافتراضية المتعددة من ميكو (M²VCS)، وهو نظام لإدارة موارد المستخدمين المتعددين يسمح بتقسيم معالجات سطح الحوسبة إلى عدة نطاقات بأحجام مختلفة. يقوم M²VCS بتخصيص هذه النطاقات لمستخدمين محددين، مما يسمح لعدة مستخدمين بالوصول المتزامن إلى أسطح الحوسبة الافتراضية الخاصة بهم. تم استخدام M²VCS بالتزامن مع OPS أو MeikOS ، وهو نظام تشغيل أحادي المعالج شبيه بنظام يونكس .

في عام ١٩٨٨، أطلقت شركة ميكو جهاز In-Sun Computing Surface، الذي أعاد تغليف جهاز Computing Surface في لوحات VMEbus (سلسلة MK200) مناسبة للتركيب في أنظمة Sun-3 أو Sun-4 الأكبر حجمًا . وكان نظام Sun بمثابة نظام مضيف أمامي لإدارة المعالجات، وتشغيل أدوات التطوير، وتوفير مساحة تخزين كبيرة. ووفر إصدار من M²VCS يعمل كخدمة SunOS باسم Sun Virtual Computing Surfaces (SVCS) إمكانية الوصول بين شبكة المعالجات ونظام Sun المضيف.

مع تراجع أداء معالجات ترانسبوتر في أواخر ثمانينيات القرن الماضي (إذ عانى معالج ترانسبوتر اللاحق، T9000، من تأخيرات متكررة)، أضافت شركة ميكو إمكانية تزويد هذه المعالجات بمعالجات إنتل i860. احتوت كل لوحة i860 (MK086 أو MK096) على معالجين i860 بسعة  ذاكرة وصول عشوائي تصل إلى 32 ميجابايت لكل منهما، ومعالجين T800 لتوفير الاتصال بين المعالجات. عُرفت هذه الأنظمة أحيانًا باسم "كونشيرتو" أو ببساطة "سطح الحوسبة i860"، إلا أنها لم تحقق نجاحًا يُذكر.

أنتجت شركة ميكو أيضًا لوحة معالج SPARC، وهي MK083، التي سمحت بدمج نظام التشغيل SunOS في بنية سطح الحوسبة، على غرار سطح الحوسبة In-Sun. وكانت هذه اللوحات تُستخدم عادةً كمعالجات مضيفة أمامية لأسطح الحوسبة transputer أو i860. واستُخدم نظام SVCS، أو نسخة مُحسّنة منه تُسمى ببساطة VCS ، لإدارة موارد transputer. كما كان من الممكن تكوين أسطح حوسبة تضم لوحات MK083 متعددة.

كان أحد أبرز عيوب بنية سطح الحوسبة هو ضعف عرض نطاق الإدخال/الإخراج لعمليات نقل البيانات العامة. فعلى الرغم من أن عرض النطاق الإجمالي لعمليات نقل البيانات الخاصة قد يكون مرتفعًا جدًا، إلا أن الأداء العام ضعيف للغاية مقارنةً بعرض نطاق الحوسبة. وهذا ما جعل سطح الحوسبة من ميكو غير اقتصادي للعديد من التطبيقات.

ميكو

MeikOS (يكتب أيضًا Meikos أو MEiKOS ) هو نظام تشغيل يشبه نظام Unix تم تطويره لجهاز Computing Surface خلال أواخر الثمانينيات.

استُمدّ نظام التشغيل MeikOS من إصدار مبكر من نظام Minix ، مع تعديلات واسعة النطاق ليتناسب مع بنية الحوسبة السطحية. وعلى عكس نظام HeliOS ، وهو نظام تشغيل آخر شبيه بنظام Unix، فإن MeikOS هو في الأساس نظام تشغيل أحادي المعالج مزود بنظام ملفات موزّع . صُمّم MeikOS للاستخدام مع برنامج إدارة موارد Meiko Multiple Virtual Computing Surfaces (M²VCS)، الذي يقسم معالجات الحوسبة السطحية إلى نطاقات ، ويدير وصول المستخدمين إلى هذه النطاقات، ويوفر الاتصال بين النطاقات.

يتوفر نظام MeikOS بنسختين: نسخة بدون قرص ونسخة خادم ملفات. تعمل الأولى على معالج المستخدم في نطاق M²VCS، موفرةً واجهة سطر أوامر للمستخدم المحدد. أما الثانية، فتعمل على معالجات مزودة بأقراص صلبة SCSI ، موفرةً خدمة ملفات عن بُعد (تُسمى نظام الملفات السطحي (SFS)) لنسخ MeikOS بدون قرص. ويمكن للنسختين التواصل عبر M²VCS.

أصبح نظام التشغيل MeikOS قديمًا مع ظهور جهاز In-Sun Computing Surface ولوحة معالج Meiko MK083 SPARC ، مما سمح لنظامي التشغيل SunOS و Sun Virtual Computing Surfaces (SVCS)، اللذين طُوّرا لاحقًا باسم VCS ، بتولي مهام MeikOS وM²VCS على التوالي. وكان آخر إصدار من MeikOS هو الإصدار 3.06، في أوائل عام 1991.

وصلة CS-1

استند هذا إلى بروتوكول وصلة ترانسبوتر . طورت شركة ميكو شريحة تبديل خاصة بها بالتعاون مع شركة أنظمة السيليكون الأوروبية، وهي مصفوفة بوابات ES2 . وفرت هذه الدائرة المتكاملة المصممة خصيصًا للتطبيقات (ASIC) اتصالًا ثابتًا واتصالًا ديناميكيًا محدودًا، وقد صممها موراي ماكلارين.

CS-2

تم إطلاق CS-2 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] في عام 1993 وكان بمثابة الجيل الثاني من بنية نظام Meiko، ليحل محل سطح الحوسبة السابق.

كان نظام CS-2 عبارة عن بنية معيارية جديدة كليًا تعتمد على معالجات SuperSPARC أو hyperSPARC [ 7 ] ، ومعالجات Fujitsu μVP المتجهة اختياريًا [ 8 ] . وقد طبقت هذه المعالجات مجموعة تعليمات مشابهة لتلك المستخدمة في حاسوب Fujitsu VP2000 العملاق المتجه، وبلغ أداؤها الاسمي 200 ميغا فلوب في العمليات الحسابية ذات الدقة المزدوجة ، وضعف ذلك في العمليات الحسابية ذات الدقة المفردة . عملت معالجات SuperSPARC  في البداية بتردد 40 ميغاهرتز، ثم رُفع التردد لاحقًا إلى 50  ميغاهرتز. بعد ذلك، طُرحت معالجات hyperSPARC بترددات 66 أو 90 أو 100  ميغاهرتز. كان من المُخطط أن يتوسع نظام CS-2 ليصل إلى 1024 معالجًا. أكبر نظام CS-2 تم ​​بناؤه كان نظامًا مكونًا من 224 معالجًا [ 9 ]، وقد تم تركيبه في مختبر لورانس ليفرمور الوطني .

كان جهاز CS-2 يعمل بنسخة مخصصة من نظام التشغيل Solaris الخاص بشركة Sun ، وكان الإصدار الأولي Solaris 2.1، ثم لاحقًا 2.3 و 2.5.1.

وصلة إيلان-إيليت

تم توصيل المعالجات في جهاز CS-2 بواسطة شبكة شجرية متعددة المراحل بتقنية تبديل الحزم ، صممتها شركة ميكو ونُفذت باستخدام شريحة سيليكون مخصصة. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

بدأ هذا المشروع، الذي يحمل الاسم الرمزي Elan-Elite، في عام 1990، كمشروع تجريبي لمنافسة معالج T9000 Transputer من شركة Inmos ، والذي كانت شركة Meiko تنوي استخدامه كتقنية ربط. إلا أن معالج T9000 بدأ يعاني من تأخيرات كبيرة، ما جعل المشروع الداخلي الخيار الوحيد المتاح لربط جهاز CS-2.

يتألف هذا الربط البيني من جهازين، يحملان الاسم الرمزي Elan ( المحول ) و Elite ( المبدل ). يحتوي كل عنصر معالجة على شريحة Elan، وهي معالج مساعد للاتصالات مبني على معمارية SPARC ، ويتم الوصول إليه عبر واجهة ذاكرة تخزين مؤقت متماسكة من نوع Sun MBus ، ويوفر وصلتين ثنائيتي الاتجاه بسرعة 50 ميجابايت/ثانية. أما شريحة Elite فهي عبارة عن مبدل متقاطع ثماني الاتجاهات ، يُستخدم لتشكيل شبكة تبديل الحزم . يتميز المبدل بقدرة محدودة على التكيف بناءً على الحمل والأولوية. [ 13 ] 

تم تصنيع كلا الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs) في مصفوفات البوابات المعدنية المؤكسدة التكميلية ( CMOS ) بواسطة شركة GEC Plessey في مصنع أشباه الموصلات التابع لها في روبورو ، بليموث في عام 1993.

بعد أن استحوذت شركة Quadrics على تقنية Meiko ، تم تطوير تقنية الربط البيني Elan/Elite إلى QsNet .

ميكو سبارك FPU

استعانت شركة ميكو بخدمات فريد (مارك) هوم وود وموراي ماكلارين، وكلاهما كان لهما دورٌ محوري في تصميم معالج T800 . وقد صمما معًا وطورا نواة معالجة الفاصلة العائمة (FPU) محسّنة وعالية الأداء ، مملوكة لشركة ميكو. كان الهدف الأولي من هذه النواة هو استخدام مجموعة تعليمات Intel 80387. إلا أن معركة قانونية مستمرة بين Intel و AMD وشركات أخرى حول 80387 أوضحت أن هذا المشروع غير قابل للتطبيق تجاريًا. وقد دفعت محادثة عابرة بين ماكلارين وآندي بيشتولشيم، أثناء زيارة ميكو لشركة صن مايكروسيستمز لمناقشة ترخيص نظام Solaris، الشركة إلى إعادة توجيه التصميم نحو معالج SPARC . تمكنت ميكو من إنجاز تصميم نواة معالجة الفاصلة العائمة في وقت قصير، وقامت شركة LSI Logic بتصنيع جهاز لمحطة SPARCstation 1 .

يتمثل أحد الاختلافات الرئيسية عن وحدة المعالجة النقطية T800 في أنها طبقت بالكامل معيار IEEE 754 للحساب الحاسوبي. ويشمل ذلك جميع أنماط التقريب، والأعداد غير المعيارية، والجذر التربيعي في العتاد دون أي استثناءات عتادية لإتمام العملية الحسابية.

تم تطوير تصميم SPARCstation 2 بالإضافة إلى جزء مدمج يستهدف ترتيب دبابيس ASIC الخاص بـ SPARCstation 2. قامت شركة LSI بتصنيع وحدة معالجة الفاصلة العائمة المنفصلة L64814، كجزء من مجموعة شرائح SparKIT الخاصة بها. [ 14 ]

تم ترخيص تصميم Meiko بالكامل في النهاية لشركة Sun التي استمرت في استخدامه في عائلة MicroSPARC من ASICs لعدة أجيال [ 15 ] في مقابل دفعة لمرة واحدة ورخصة مصدر Solaris كاملة.

مراجع

  1. ↑ "موقع ميكو الإلكتروني" .
  2. ↑ كتيب الحوسبة السطحية (ملف PDF) ، ميكو، 1989، مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 9 ديسمبر 2014
  3. ↑ ترو، آرثر؛ ويلسون، جريج، محرران. (1991). الماضي، الحاضر، التوازي: مسح لأنظمة الحوسبة المتوازية المتاحة . نيويورك: سبرينغر-فيرلاغ. ISBN 0-387-19664-1.
  4. ↑ وصف المنتج CS-2 من شركة ميكو؛ 1993
  5. ↑ وصف Top500 لـ CS-2 Top500.org؛ 1998
  6. ↑ CS-2: أداء الحوسبة المفترسة ، شركة ميكو المحدودة؛ 1992
  7. ↑ CS-2_Hardware_Reference_Manuals Meiko; 1995
  8. ↑ دليل استخدام MK403 من ميكو؛ 1993
  9. ↑ "CS-2/224 في مختبر لورانس ليفرمور الوطني" .
  10. ↑ تصميم Meiko CS-2 Interconnect Elan-Elite، جون بيكروفت، فريد هوموود، موراي ماكلارين؛ مجلة الحوسبة المتوازية؛ المجلد 20، العدد 10-11، نوفمبر 1994
  11. ↑ تصميم Meiko CS-2 Interconnect Elan-Elite، فريد هوم وود، موراي ماكلارين؛ مؤتمر Hot Interconnects، ستانفورد؛ أغسطس 1993
  12. ↑ أداء تمرير الرسائل: جاك دونغارا وتوم دانيغان؛ التزامن: الممارسة والتجربة؛ أكتوبر 1997
  13. ↑ نظرة عامة على شبكة الاتصالات، شركة ميكو المحدودة؛ 1993
  14. ↑ SparKIT HOTCHIPS 03، ستانفورد؛ أغسطس 1991
  15. ↑ شركة صن تستعين بشركة LSI لتصميم وتصنيع معالجات SPARC منخفضة التكلفة؛ مجلة مراجعة أعمال الكمبيوتر ؛ 12 مارس 1997؛
  • نبذة عن شركة ميكو (عبر أرشيف الإنترنت)
  • ميكو (دراسة استقصائية لأنظمة الحوسبة عالية الأداء)
  • إي. ماكنتوش وب. بانزر-شتايندل. المعالجة المتوازية في سيرن . عُرضت في مؤتمر HEPiX96 كاسبور روما، أكتوبر 1996.
  • وثائق ميكو متوفرة على موقع bitsavers.org