Nästa datalyft: Parallellprocessering
av Svenolof Karlsson Forum 1989-06, sida 52, 13.04.1989
Nästa datolyft:
Text: Svenolof Karlsson
PARALLELL PROCESSERING
Ett stort problem i databranschen i Finland är bristen på exportindustri för mjukvaran, säger Ralph-Johan Back, professor i informationsbehanadling vid Åbo Akademi och vetenskapligt ansvarig för FINSOFT III — ett forskningsprogram som gäller vad som ser ut att bli nästa stora lyft inom datatekniker parallellprocessering.
arallellt arbetande processorer är hett stoff i världen just nu. En boo är på gång, och Ralph Johan Back och hans kolleger som redan forskat i ämnet i flera år hänger bra med.
Backs guldklimp heter Hathi 2, en dator med etthundra processorer (av typ 7800) och tjugofem styrprocessorer vilkas prestanda ganska exakt motsvarar en superdators: en miljard kommandon, motsvarande ca 150 miljoner flyttalsoperationer I sekunden. Det som skiljer är bla priset. Medan en superdator håller sig | 50 Mmk-klassen, kostar hårdvaran till Hathi 2 ungeför en halv miljon.
— Idén går ut på att koppla ett antal mikroprocessorer, masstillverkade och därför billiga, så att de arbetar parallellt, konstaterar Back.
Med termer från det mänskliga arbetslivet kunde man säga att processorerna genom teamwork, | samarbete, tillsammans kan klara besvärligare problem än de skulle göra var för sig. Förutsättningen är att arbetsfördelningen fungerar. Varje processor bör delegeras en lämplig uppgift.
Det förutsätter ett helt annat sätt att göra dataprogram än det nu gängse, men vad gäller hårdvaran finns inga hinder för att göra större versioner av Hathi, konstaterar Back. Med samma design kan en dator med t ex tusen parallellt arbetande processorer byggas.
Svagheten hos parallellprocesseringen ligger än så länge alltså hos mjukvaran. Man måste dela algoritmen, så att man får ett program för varje processor. Sedan gäller det att få processorerna att kommunicera, helst så bra att processen går hundra gånger snabbare.
— Typen av problem avgör snabbheten Vissa problem klarar Hathi 2 sämre än en superdator, men andra problem bättra, säger Back.
Ralph-Johan Back
Hathi används vid ÅA bla i undervisningen. På bilden Back bakom professor Aimo Törn.
Exempel på sådant som Hathi klarar bra är ‘datorsyn’, mönsterigenkänning, datorgrafik, bildhantering och simulering av naturvetenskapliga problem. Parallellprocesseringen har stora fördelar också när det gäller att göra snabba kontroller av lägesförändringar och att reagera snabbt på dem, typ robotar som skall kunna gå utan att tappa balansen och lyftkranar som skall kunna arbeta utan att lyftvajern kommer i svängning.
Utomlands börjar det nu dyka upp datorer med egenskaper liknande dem hos Hathi 2 — som emellertid klarar sig bra vid en internationell jämförelse.
— En av dess största fördelar är att man kan få ut så mycket information om vad som egentligen händer vid parallellprocesseringen, säger Ralph-Johan Back.
Han påpekar att Hathi 2 är en vetenskaplig prototyp och att den skulle se annorlunda ut, om den tillverkades i kommersiellt syfte.
— Hathi saknar sådant som rutinanvändare av datorer vill ha. Å andra sidan är Hathi nog konstruerad så att också sådana funktioner kan inbegripas, säger Back.
Hathi 2 är ett år gammal. Den fick sin fysiska gestalt hos Statens tekniska forskningscentrals datatekniska laboratorium Ii Uleåborg i mars i fjol och installerades därefter vid Åbo Akadernis institution för informationsbehandling i DataCity i Åbo.
Hathi
Hathiprojektet, finansierat av bla TEKES och Finlands Akademi, avslutades vid senaste årsskifte. Dess huvuduppgift var att introducera den s k massiva parallellismen i Finland. Förutom att allmänt utveckla denna teknik undersökte man möjligheterna at övervaka processorernas arbetssätt och sökte teoretiska metoder för konstruktion av parallella program.
Annat som betonades i projektet var möjligheterna att grafiskt åskådliggöra de parallella programmens exekvering och deras tillämpning i mer praktiska sammanhang. Här har man bedrivit samarbete med bla Statens tekniska forskningscentral VTT, för bearbetning av satellitdata, med Jyväskylä universitets kärnfysiker, för olika acceleratorexperiment, och med Åbo Akademis kemisk-tekniska fakultet, för simulering av vad som händer | en masugn.
Hathi 2 är numera kopplad till datanätet och kan användas av alla högskolor i Finland.
En fortsättning har Hathiprojektet fått i FINSOFT III, en särskild sektor av det stora treåriga forskningsprojekt kring datorer som startade vid årsskiftet med TEKES som huvudfinansiär.
Finsoft
Av FINSOFT gäller del I forskning om kontorsautomation, databaser och företagens datastruktur. Del II gäller embedded systems, datasystem som byggts in i olika produkter, t ex tvättmaskiner, bilar, industrirobotar, Del III gäller parahellberäkningar (åtta delprojekt) och neutralnätverk (fyra delprolekt).
Ralph-Johan Back är alltså vetenskapligt ansvarig för FINSOFT III. Administrativt leds projektet av forskningschef Atte Kortekangas vid VTT. Budgeten för de tre åren går på 18 Mmk.
Delprojekten är utspridda äver landet, till Helsingfors, Tammerfors, Villmanstrand, Jyväskylä, Uleåborg och Åbo. De två största, Millipede och Centipede, görs vid Åbo Akademis institution för informationsbehandling och leds av Back.
Avsikten med Millipede är att göra det så enkelt som möjligt att skriva rnultiprocessorprogram — vilket bla förutsätter att man noggrant kan övervaka dem när de används. Avsikten är också att åstadkomma ett enkelt ‘interface’; användaren skall inte behöva veta så mycket om hårdvaran.
Problemen kan enligt Back jämföras med dem en trafikplanerare har.
— | en stad förflyttar sig folk hela tiden från ett ställe till ett annat, med bil, buss eller på annat sätt. Är stadsplanen dålig, uppstår flaskhalsar. Alla skall över samma (Aura å-)bro samtidigt.
— Liknande problem finns i multiprocCessorsystem. Det gäller att kunna hålla öga på vad som händer, ungefär som om ran satt i en polishelikopter över trafiklederna. Det är ganska invecklade saker, säger Back.
Flera företag, Wallac, Instrumentarium, Envic och Diacon, samarbetar med Millipede. Instrumentarium har redan kunnat utnyttja resultaten i kameror med medicinsk tillämpning.
Centipede
Centipedeprojektet går ut på att skapa bättre metoder för programkonstruktion.
— I bakgrunden finns ett centralt problem: den dåliga kvaliteten på mjukvaran, svårigheterna att få program som fungera fortsättning på sid 5 6/1989 FRUN,