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14.06.1991 - 

Höchstleistungsworkstations und Superparallelrechner (Teil 2)

RISC-Workstation nutzt Konzept dezentralisierter Arbeitsteilung

Der Autor setzt sich in seinem zweiteiligen Artikel kritisch mit dem Begriff Leistung und deren Bemessung bei Rechnersystemen auseinander. Technische Leistungsdaten spiegeln nach seiner Meinung nur einen Aspekt des Leistungsbegriffes wider und geben dem technisch verzierten Anwender lediglich Anhaltspunkte dafür, was ein System an Arbeit oder Arbeitsentlastung für die gestellten Aufgaben leisten kann. Andererseits befinden sich viele Forscher und Entwickler in der Situation, für ihre Ansprüche entweder auf nicht leistungsgerechte Workstations oder auf überdimensionierte Superrechnen zurückgreifen zu müssen. Sein Credo lautet deshalb: Produktvielfalt und Kombinierbarkeit von Teilprodukten.

Die gigantisch große Auswahl von Hard- und Softwarekomponenten im PC-Bereich etwa erlaubt es eigentlich, jedem Problem mit Rechnerunterstützung beizukommen. Es fehlt nur die wirklich hohe Rechenleistung, und damit scheitern viele anspruchsvolle Lösungen bereits im Ansatz.

Man sollte allerdings auch anerkennen, daß die Forderung, durchgängig kompatible und standardisierte Rechnerlandschaften vom Mikro über den Mini zum Supercomputer und zum Mainframe hin zu verwirklichen, zwar richtig, aber nicht realistisch ist.

Verteiltes Rechnen im Sinne der Nutzung aller Leistungsreserven von Rechnern im gleichen Netz läßt sich nur auf gleichen Hardwareplattformen verwirklichen, und selbst in (Hersteller-) homogenen Netzen funktionieren solche Lösungen nicht selbstverständlich.

Verteiltes Rechnen im Sinne von (herstellergleichen Computern) Servern und Workstations ist auf mittlerer Leistungsebene als dezentrales, binär-kompatibles Konzept bereits verwirklicht und bewährt. Beschränkt auf einzelne Leistungsklassen und Hardwareplattformen, gibt es also schon annehmbare und praktikable Lösungen.

Die Möglichkeiten der Pax-Definition

Wenn im folgenden auf eine neue Definition und deren Möglichkeiten eingegangen wird, so deswegen, weil diese im Übergangsfeld von Workstations und Superrechnern einiges bewegen kann und eine Lösung in eine höhere Leistungsdimension transportiert.

Die von Intel in Zusammenarbeit mit Alliant geschaffene PAX- Definition für RISC-860-basierte Lösungen eröffnet aufgrund definierter Hard- und Software-Schnittstellen, durch Verwendung des Standard-Betriebssystems Unix System V, Version 4, und einer ausgefeilten Compiler-Technologie folgende Möglichkeiten:

- Anwendungen im Höchstleistungsbereich laufen auf jeder kompatiblen Plattform binärkompatibel und auch im Parallel-Processing-Modus, wenn mehrere Prozessoreinheiten verfügbar sind, wobei die Einbindung in die Unix-Welt verwirklicht werden kann.

- Mit der Anbindung an die Welt der Superrechner erschließt die Höchstleistungsworkstation neben den eigenen großen Leistungsreserven die Leistungsdimensionen von Superrechnern und bekommt so eine völlig neue Qualität.

Betrachtet man noch einmal gerafft den derzeit üblichen Arbeitsablauf bei der rechnergestützten Entwicklung, so fallen im wesentlichen folgende Arbeitsschritte an:

- Modelldefinition mit Erfassung,

- Berechnung,

- Prüfung und Auswertung sowie

- Dokumentation.

Die ersten drei Schritt werden interaktiv durchlaufen, bis ein befriedigendes Ergebnis gefunden ist.

In den klassischen - dezentral strukturierten - Rechnerlandschaften mußten sämtliche Programmierschritte, für die die Leistung oder die Eigenschaften der Front-ends nicht ausreichend war, auf dem Compute-Server selbst durchgeführt werden, da er in der Regel zu den nachgelagerten Workstations nicht kompatibel war.

Häufig mußte schon das Preprocessing direkt auf dem Compute-Server erfolgen. Kleinere Testjobs, erst recht aber die größeren Produktionsjobs mußten auf dem Server laufen und führten zu einer alles andere als optimalen Nutzung der Serverleistung. Ein Ausweichen auf Abteilungsrechner im Bereich des Preprocessing bedeutete immer den Einsatz anderer Compiler auf verschiedenen Hardware-Architekturen. Ganz zu schweigen vom zusätzlichen Aufwand des Compilierens, ergab sich hier häufig ein unterschiedliches Verhalten von Algorithmen.

Die Entwicklung steht erst am Anfang

Der Einsatz kompatibler, dezentraler Systeme, bestehend aus Höchstleistungs-Workstations und Supercomputer auf der Basis des PAX-Standards, erlaubt dagegen:

- interaktives Modellieren und gesamtes Preprocessing auf einem lokalen Rechner,

- kleinere Testläufe von Programmen, die binärkompatibel auf dem Compute-Server lauffähig sind,

- ausschließlich Produktionsläufe auf dem Server für eine bessere Nutzung dieser Ressourcen und,

- interaktive grafische Auswertung der Ergebnisse im Zusammenspiel zwischen Server und Workstation.

Auch wenn diese Entwicklung erst am Anfang steht und noch nicht alle Kriterien für den breiten Einsatz geschaffen sind, so sieht man bei der Firma PCS hierin doch einen richtigen Weg, um den Anwendern höchste Systemleistung auf allen und über alle Leistungsebenen hinweg zur Verfügung zu stellen.

PCS Computersysteme gehört zu den Unix-Pionieren und stellt seit Jahren Workstations und Mehrplatz-Systeme her, die im technischen und im wissenschaftlichen Bereich zur Anwendung kommen.

Der vorläufige Endpunkt dieser Entwicklung ist die Einführung der Höchstleistungs-Workstation "Cadmus FX.l", die auf der Basis von Hard- und Softwarestandards eine Anwendungsvielfalt ermöglichen wird, wie sie bisher nur von der DOS-Welt bekannt ist, dabei aber in eine Leistungsklasse vorstößt, die bis vor kurzem nur Supercomputern vorbehalten war.

Mit der bereits 1990 vorgestellten Cadmus FX.1 Workstation dieser Art wurde die erste Unix-Workstation auf der Basis des i860-Prozessors mit Unix V.4 präsentiert.

Bereits auf der Systec '90 konnte in Kooperation mit der Firma Alliant erstmals dieses Konzept einer dezentral-binärkompatiblen Rechnerlandschaft zwischen Supercomputer und Workstation mit technisch wissenschaftlichen Anwendungen gezeigt werden, und auf der diesjährigen CeBIT war die Anzahl der portierten Applikationen um ein Vielfaches angewachsen.