Искусство творения компьютеров имеет свои вершины мастерства. Многопроцессорные высокопараллельные архитектуры, выходя за пределы юрисдикции классической модели последовательного счета, требуют от создателей нестандартного, многомерного, но очень здравого мышления. (Здесь мысли могут взлетать очень высоко, чтобы затем разбиться о жесткие реалии.) В этой запредельной, рекордной области компьютеростроения архитектурных тайн и сегодня остается значительно больше, чем найдено решений. И тем ценнее достижения, прошедшие проверку практикой. Через положительный опыт открывается путь к новейшим многокомпонентным архитектурам, способным к полному погружению в микромир новых СБИС-технологий и обладающим за счет этого огромным вычислительным потенциалом.

 

Создание вычислительных систем для эффективной обработки массовой информации к середине 70-х годов стало важной народнохозяйственной задачей. Такие системы были необходимы для обработки массовой геофизической информации, при обработке в реальном времени изображений, поступающих со спутников Земли, в интересах сельского хозяйства, поиска полезных ископаемых, картографии, метеорологии и т. п. Еще более мощные системы требовались при обработке акустической и радиолокационной информации. Особенностью таких задач является то, что они хорошо описываются параллельными алгоритмами, а исходные потоки данных имеют ограниченную разрядность, что позволяет значительно ускорить их обработку.

Многие из этих задач не удавалось решить на имеющихся ЭВМ третьего поколения из-за недостаточной производительности. Только для полномасштабной обработки данных сейсморазведки в геофизике суммарная вычислительная мощность парка ЭВМ должна была составлять 10-100 млрд. операций в секунду, т. е. в сотни и тысячи раз больше по сравнению с имевшейся. Увеличения производительности на порядки нельзя достичь за счет простого наращивания количества машин.

 

Для решения перечисленных классов задач в 1972-1975 гг. в Москве, в Институте проблем управления АН СССР (ИПУ РАН) была предложена структура и архитектура ПС-2000 - мультипроцессора с одним потоком команд и многими потоками данных. Ее авторам удалось найти оригинальное структурное решение, которое соединило относительную простоту управления одним потоком команд с высокой гибкостью программирования высокопараллельной обработки информации. Найденные в ИПУ РАН структурные решения впервые сориентировали конструкторов на проектирование для таких задач недорогих высокопараллельных компьютеров с высокой производительностью в расчете на единицу стоимости. Предварительные исследования и расчеты подтвердились. Производительность серийных комплексов ПС-2000 достигла 200 млн. операций в секунду.