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13.11.1987 - 

Innovation fand auf der Systems nicht nur bei PCs statt:

Es tut sich was bei Number-Crunchern

CW Bericht, Christoph Hammerschmidt

Die Systems ist vorbei. Große Überraschungen hat de nicht - gebracht. Alles - Software wie Hardware - ist ein bißchen schneller geworden, ein Quentchen leistungsfähiger, ein wenig professioneller. So stellt sich die Szene jedenfalls dar für denjenigen, der sich nur mit den Hauptdarstellern der Messe befaßt hat: den kleinen (PC-) und mittleren (Unix-) Systemen.

Einen wesentlich größeren Innovationsschritt konnte man in einer Rechnerklasse wahrnehmen, die gar nicht zentraler Gegenstand der Messe war: bei relativ großen Maschinen für rechenintensive Anwendungen, sogenannten Number-Crunchern.

Zwei Exemplare dieser Gattung, die auf auf der Systems ausgestellt waren, zeigen beispielhaft, wohin die Reise geht: Parallelrechner und ausgefeilte Kombinationen von Soft- und Hardwaretechnik. Beide Vertreter weisen erstaunliche Rechenleistungen auf und zeigen zumindest ansatzweise die Thematik, die künftige Informatiker-Jahrgänge beschäftigen dürfte.

Der Parallelrechner ist eine Konstruktion von iP-Systems in Karlsruhe. Gezeigt wurde auf der Messe zwar noch der Prototyp TX-2, der mit dem 16-Bit-Prozessor 80286 bestückt ist. Im Gegensatz zum Suprenum-Projekt befindet sich die endgültige Version der Maschine, der Typ TX-3, jedoch in einem Zustand nahe der Serienreife. Ab der ersten Hälfte des kommenden Jahres will iP-Systems die Maschinen ausliefern. Dabei sollen Rechenleistungen in bisher auch von großen Vektorrechnern nicht erreichter Größenordnung erzielt werden. Mit der Maschine wendet sich iP-Systems in erster Linie an den technisch-wissenschaftlichen Bereich. Im Gegensatz zu ähnlichen Parallelcomputern anderer Hersteller eignet sich das Produkt nach Darstellung seiner Schöpfer allerdings auch für allgemeine DV-Anwendungen.

Der Supercomputer aus Karlsruhe ist als Binärbaum mit einigen zusätzlichen Kanälen aufgebaut. Die einzelnen Knotenrechner basieren (in der endgültigen Version) auf dem 32-Bit-Prozessor 80386, je nach Konfiguration ergänzt durch einen Intel- oder Weitek-Arithmetikbeschleuniger. Die Rechenleistung nimmt laut Anbieter mit der Anzahl der Knoten nahezu linear zu.

Auch die Massenspeicher arbeiten parallel. Bis zu 32 Platten werden als ein logisches Laufwerk gemeinsam angesprochen. Die Kanalrate liegt dann in der Größenordnung von 50 MB je Sekunde.

Die Parallelrechner von iP-Systems werden in einem weiten Konfigurationsspektrum anzutreffen sein: Zwischen 16 und 4096 Prozessoren umfassen die Serienausführungen. Die Preise bewegen sich nach gegenwärtigen Kalkulationen zwischen 150 000 Mark für das kleinste Modell und zirka 8 bis 9 Millionen Mark für eine voll auskonfigurierte Maschine mit Numerik-Coprozessoren und Rechenleistungen bis 5 Gigaflops.

Kritiker machen darauf aufmerksam, daß es für derartige Rechner praktisch noch keine Software gibt. Immerhin bietet iP-Systems seinen Kunden einen optimierenden Fortran-Compiler und eine ebensolche Mathematik-Bibliothek. Außerdem genieße der Anwender einen intensiven Support, erklärte Marketingchef Peter Kristof. Auch führe sein Haus Portierungen im Fremdauftrag durch. Dennoch, so schätzte Kristof, sei für die Übertragung eines wirklich großen Standard-Softwarepaketes, wie etwa Abacus, auf den Parallelrechner ein Aufwand von zirka drei bis vier Mannjahren zu veranschlagen.

Dieses Problem hat ein völlig anders konzipierter Number-Cruncher nicht, der ebenfalls auf der Systems erstmals gezeigt wurde. Als Von-Neumann-Maschine folgt der vom Aachener Systemhaus GEI vorgestellte Supermini "Trace" des amerikanischen Herstellers Multiflow einem eher konventionellen Ansatz. Das Bemerkenswerte an dieser Maschine ist eigentlich für Compiler, denn die Rechnerhardware wurde auf ihn zugeschnitten und nicht umgekehrt, wie das sonst üblich ist.

Dieser "Trace-Scheduling"-Compiler (für die Sprachen Fortran und C erhältlich) erkennt programminhärente Möglichkeiten zur gleichezeitigen Verarbeitung mehrerer Befehle. Die Zentraleinheit ist mittels eines entsprechend breiten Instruktionsdecoders so ausgelegt, daß, je nach Modell, 7 bis 28 im Programmode sequentiell auftretende Instruktionen zur selben Zeit verarbeitet werden können. Dabei schreckt der Compiler auch nicht vor bedingten Programmverzweigungen zurück, die bisher immer den Endpunkt derartiger Parallelisierungsbemühungen darstellten. Stattdessen kalkuliert er aufgrund heuristischer Methoden die Wahrscheinlichste für jede Verzweigungsmöglichkeit. Danach erzeugt er einen Code, der zur Laufzeit die wahrcheinlichste Verzweigungsrichtung annimmt und die Instruktionen über den Sprungbefehl hinaus entsprechend steuert. Für den Fall eines Irrtums lädt er - vor dem Programmsprung - leerlaufende Ausführungsregister mit den Instruktionen der nächstniedrigeren Verzweigungswahrscheinlichkeit, so daß gegebenenfalls kein großer Zeitverlust durch Entleeren und Neuladen der Befehlspipeline entsteht. Die so erreichte reine Rechenleistung der Trace gibt GEI mit 15 bis 60 Linpack-Megaflops bei doppelter Genauigkeit an.

Die Maschine läuft unter dem Standard-Betriebssystem Unix. Dieses wurde ebenfalls mit dem Trace-Scheduling-Compiler übersetzt, so daß der erzielte Leistungsgewinn auch für Bettriebssystemroutinen zur Verfügung steht. Nach außen verhalte sich der Rechner wie ein beliebiger Standard-Supermini, und der Programmierer brauche keine Kenntnis der Hardware zu besitzen und auf die interne Architektur keinerlei Rück sichten zu nehmen, betonte GEI-Geschäftsführer Michael Emrich.