6.4向量处理机实例

6.4.1向量处理机的历史与现状

　　这一节将介绍由美国和日本制造的向量处理机，包括Cray系列、CDC/ETA系列、Fujitsu VP 系列，NEC SX系列和Hitachi 820 系列、如表6.2所示。

表6.2美国和日本制造的向量处理机

系统型号	最大配置、时钟周期、操作系统/编译系统	特色和要点
Cray IS	有10条流水线的单处理机12.5ns,COS/CF7 2.1	第一台基于ECL的超级计算机，1976年问世
Cray 2S/4－256	256M字存储器的4台处理机，4.lns, COS或UNIX/CF77 3.0	16K字的本地存储器，移植了UNIXV，1985问世
Cray X-MP 416	16M字存储器的4台处理机，128M字SSD，8.5ns, COS CF77 5.0	使用共享寄存器组用于IPC，1983年问世
Cray Y-MP 832	128M字存储器的8台处理机，6ns,CF77 5.0	X－MP的改进型，1988年问世
Cray Y-MP C-90	每台处理机2条向量流水线，16台处理机，4.2ns， UNICOS/CF77 5.0	最大的Cray机器，1991年问世
CDC Cyber 205	有4条流水线的单处理机，20ns,虚拟OS/FTN200	存储器到存储器系统结构，1982年问世
ETA 10E	单处理机，10.5ns，ETAV/FTN 200	Cyber 205的后继型号，1985年问世
NEC SX-X/44	每台处理机4组流水线，4台处理机，2.9ns, F77SX	1991年问世
Fujitsu VP2600/10	5条流水线的单处理机和双标量处理机，3.2ns,MSP. EX/F77 EX/VP	使用可重构微向量寄存器和屏蔽，1991年问世
Hitachi 820/80	512M字节存储器，18个流水线功能部件的单处理，4ns,FORT 77/HAP V23-OC	64个I/O通道，最大传输速率为288M字节/秒，1988年问世

　　Cray系列 Cray 1是1975年问世的，它的改进型Cray 1S是1979年生产的。它是第一台基于ECL、时钟周期为12.5ns的向量计算机。高度流水线和向量处理是这些机器的主要特点。
　　Cray 1S的10个流水线功能部件可以同时运行，它的计算能力相当于10台IBM 3033或10台CDC Cyber 7600。最初生产的Cray 1使用Cray 操作系统（COS），配有Fortran 77编译器（CF 77 2.1版），只允许单用户进行批处理。
　　1983年Cray X-MP系列采用了多处理机配置。用1－4个Cray 1 CPU和共享存储器进行开发。X－MP的最主要特征是采用共享寄存器组，加快了处理机之间的通信而不必通过共享存储器实现。
　　除了128兆字节的共享存储器外，X－MP系统还有1G字节的固存(solid-state storage, SSD)作为扩展的共享存储器，时钟周期也缩短到8.5ns。 当4台处理机同时使用8条向量流水线进行加和乘时，X－MP－416的峰值速度可达840Mflops.
　　继Cray X-MP之后于1988年生产了Cray Y-MP,单个系统最多有8台处理机，时钟周期为6ns，共享存储器的容量为256兆字节。
　　1990年生产了Cray Y-MP C－90，它是一个集成系统，有16台处理机，时钟周期为4.2ns。
　　1985年推出了Cray 2S。该系统最多有4台处理机，有2G字节的共享存储器，超流水线时钟为4.1ns。Cray 2的主要贡献是使超级计算机的批处理COS改变到多用户UNIX系统V。目前大多数Cray向量计算机上的UNICOS操作系统是由UNIX/V和Berkeley 4..3BSD演变而来的。
　　Cyber/ETA系列 CDC公司于1973年推出了第一台向量计算机STAR－100，以后于1982年生产了Cyber 205。Cyber 205在单处理机配置时最多有4条向量流水线，时钟周期为20ns.
　　与Cray和其它向量计算机中采用寄存器到寄存器的系统结构不同，Cyber 205及其后继的ETA 10采用存储器到存储器的系统结构。它的向量指令比较长，其中包含了存储器地址。
　　最大的ETA 10由8个CPU和共享存储器以及18台I/O处理机组成。ETA 10的目标峰值速度是10Gflops。Cyber和ETA系列机已不再生产，但仍在几个超级计算机中心使用。