ILLIAC ( Illinois Automatic Computer ) fue una serie de supercomputadoras construidas en distintos lugares, algunas de ellas en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . En total, se construyeron cinco computadoras de esta serie entre 1951 y 1974. Algunos proyectos más modernos también utilizan el nombre.
La arquitectura de las dos primeras computadoras UIUC se tomó de un informe técnico de un comité del Instituto de Estudios Avanzados (IAS) de Princeton , First Draft of a Report on the EDVAC (1945), editado por John von Neumann (pero con ideas de Eckert, Mauchley y muchos otros). Los diseños de este informe no se probaron en Princeton hasta que se completó una máquina posterior, JOHNNIAC , en 1953. Sin embargo, el informe técnico tuvo una gran influencia en la informática en la década de 1950 y se utilizó como modelo para muchas otras computadoras , incluidas dos en la Universidad de Illinois, que se completaron antes de que Princeton terminara Johnniac. La Universidad de Illinois fue la única institución que construyó dos instancias de la máquina IAS. Para ser justos, varias de las otras universidades, incluida Princeton, inventaron nueva tecnología (nuevos tipos de memoria o dispositivos de E/S) durante la construcción de sus computadoras, lo que retrasó esos proyectos. Para ILLIAC I, II y IV, los estudiantes asociados con el IAS en Princeton ( Abraham H. Taub , Donald B. Gillies , Daniel Slotnick ) desempeñaron un papel clave en los diseños de las computadoras. [1]
ORDVAC fue el primero de dos ordenadores construidos bajo contrato en la Universidad de Illinois. ORDVAC se completó en la primavera de 1951 y se puso en servicio en el verano. En el otoño se entregó al campo de pruebas de Aberdeen del ejército de los EE. UU . y se puso en servicio en aproximadamente una semana. Como parte del contrato, se proporcionaron fondos a la Universidad de Illinois para construir un segundo ordenador idéntico conocido como ILLIAC I.
ILLIAC I fue construido en la Universidad de Illinois basándose en el mismo diseño que el ORDVAC . Fue el primer ordenador con arquitectura von Neumann construido y poseído por una universidad estadounidense. Fue puesto en servicio el 22 de septiembre de 1952.
ILLIAC I se construyó con 2.800 tubos de vacío y pesaba alrededor de 5 toneladas. [2] En 1956 había ganado más poder de cómputo que todos los ordenadores de Bell Labs juntos. Los datos se representaban en palabras de 40 bits , de las cuales 1.024 podían almacenarse en la memoria principal y 12.800 en la memoria de tambor .
Inmediatamente después del lanzamiento del Sputnik en 1957 , el ILLIAC I se utilizó para calcular una efemérides de la órbita del satélite, publicada posteriormente en Nature . [3]
El ILLIAC I fue dado de baja en 1963 cuando el ILLIAC II (ver más abajo) entró en funcionamiento.
ILLIAC II fue la primera supercomputadora transistorizada y segmentada construida por la Universidad de Illinois. ILLIAC II y IBM 7030 Stretch fueron dos proyectos que compitieron para construir supercomputadoras transistorizadas de primera generación [4] . ILLIAC II era un diseño de lógica asincrónica. En sus inicios en 1958 era 100 veces más rápido que las máquinas competidoras de ese momento. Entró en funcionamiento en 1962, dos años más tarde de lo esperado.
ILLIAC II tenía 8192 palabras de memoria central , respaldadas por 65.536 palabras de almacenamiento en tambores magnéticos. El tiempo de acceso a la memoria central era de 1,8 a 2 μs. El tiempo de acceso al tambor magnético era de 7 μs. También se proporcionó un "búfer rápido" para el almacenamiento de bucles cortos y resultados intermedios (similar en concepto a lo que ahora se llama caché). El tiempo de acceso al "búfer rápido" era de 0,25 μs.
El tamaño de la palabra era de 52 bits. Los números de punto flotante usaban un formato con 7 bits de exponente (potencia de 4) y 45 bits de mantisa . Las instrucciones tenían una longitud de 26 o 13 bits, lo que permitía empaquetar hasta 4 instrucciones por palabra de memoria. Las unidades funcionales segmentadas se denominaban control avanzado , control retardado e interacción . La computadora usaba circuitos independientes de la velocidad de Muller (es decir, Muller C-Element ) para una parte del circuito de control.
En 1963, Donald B. Gillies (quien diseñó el control) utilizó el ILLIAC II para encontrar tres primos de Mersenne , con 2917, 2993 y 3376 dígitos: los primos más grandes conocidos en ese momento.
Hideo Aiso (相磯秀夫, 1932-) de Japón participó en el programa de desarrollo y diseñó la unidad lógica aritmética a partir de septiembre de 1960. [5]
El ILLIAC III fue una computadora de reconocimiento de patrones SIMD de grano fino construida por la Universidad de Illinois en 1966.
La tarea inicial de ILLIAC fue el procesamiento de imágenes de experimentos en cámaras de burbujas utilizados para detectar partículas nucleares. Más tarde se utilizó en imágenes biológicas. La máquina fue destruida en un incendio, causado por un cortocircuito del Variac en uno de los bancos de madera, en 1968.
El ILLIAC IV fue uno de los primeros intentos de crear un ordenador masivamente paralelo. La clave del diseño, tal como lo concibió Daniel Slotnick, el director del proyecto, fue un paralelismo bastante alto con hasta 256 procesadores, utilizados para permitir que la máquina trabajara con grandes conjuntos de datos en lo que más tarde se conocería como procesamiento de matrices . La máquina debía tener 4 cuadrantes. Cada cuadrante tenía una unidad de control (UC) y 64 elementos de procesamiento (PE). Originalmente, Texas Instruments se comprometió a construir los elementos de procesamiento (PE) a partir de circuitos integrados de gran escala (LSI). Varios años después del inicio del proyecto, TI se echó atrás y dijo que no podían producir los chips LSI al precio contratado. Esto requirió un rediseño completo utilizando circuitos integrados de escala media, lo que provocó grandes retrasos y un gran aumento de los costos. Esto también llevó a reducir la escala del sistema de cuatro cuadrantes a un solo cuadrante, ya que la versión MSI iba a ser mucho más grande de lo que habría sido la versión LSI. Esto llevó a que la UC tuviera "tarjetas" extraíbles que tenían un tamaño del orden de dos pies cuadrados. Para los PE, lo que deberían haber sido chips de aproximadamente 1 pulgada de diámetro ahora eran aproximadamente de 6 por 10 pulgadas. El espacio, la energía y el aire acondicionado (sin mencionar el presupuesto) no permitían una máquina de cuatro cuadrantes. La máquina tenía 10 pies de alto, 8 pies de profundidad y 50 pies de largo. Podía haber 10-12 instrucciones enviándose desde la UC en los cables a los PE en cualquier momento. Las fuentes de alimentación de la máquina eran tan grandes que requería el diseño de una carretilla elevadora de una sola lengüeta para quitar y reinstalar la fuente de alimentación. Las barras colectoras de la fuente de alimentación en la máquina abarcaban distancias mayores de tres pies y tenían un diseño similar al de un pulpo. De cobre grueso, las barras estaban recubiertas de epoxi que a menudo se agrietaba, lo que provocaba cortocircuitos y una serie de otros problemas. ILLIAC IV fue diseñado por Burroughs Corporation y construido en cuadrantes en Great Valley, PA durante los años 1967 a 1972. Tenía una arquitectura tradicional de acumulador de una dirección, en lugar de la arquitectura de pila revolucionaria iniciada por Burroughs en las máquinas 5500/6500. De hecho, Illiac IV fue diseñado para ser un "procesador de back-end" para un B6700. Los sobrecostos causados por no obtener los chips LSI y otros errores de diseño de Burroughs (la unidad de control se construyó con lógica positiva y los PE con lógica negativa, etc.) hicieron que el proyecto fuera insostenible. [ cita requerida ]
A partir de 1970, la máquina se convirtió en el tema de las manifestaciones estudiantiles en Illinois. En primer lugar, que el proyecto había sido creado en secreto en el campus. Cuando esta afirmación resultó ser falsa, la atención se centró en el papel de las universidades en la investigación militar secreta. Slotnick no estaba a favor de ejecutar programas clasificados en la máquina. ARPA quería que la sala de máquinas estuviera revestida de cobre para evitar el espionaje desde fuera de las instalaciones de datos clasificados. Slotnick se negó a hacerlo. Fue más allá e insistió en que todas las investigaciones realizadas en Illiac IV se publicarían. Si la máquina se hubiera instalado en Urbana, este habría sido el caso. Sin embargo, dos cosas hicieron que la máquina fuera entregada a la NASA Ames. Una fue que a Slotnick le preocupaba que la presencia física de la máquina en el campus pudiera atraer la violencia por parte de los estudiantes radicales. Esto y el requisito de realizar investigaciones secretas con la máquina llevaron a ARPA a trasladar la máquina al Centro de Investigación Ames de la NASA, donde se instaló en un entorno seguro. La máquina nunca fue entregada a Illinois, y llegó en 1972. En 1972, cuando el primer (y único) cuadrante estaba operativo en la NASA, era 13 veces más rápido que cualquier otra máquina que operaba en ese momento. La unidad de control, algunos procesadores y sus unidades de 10 megabytes pueden verse hoy en el Museo de Historia de la Computación en California.
CEDAR era una supercomputadora jerárquica de memoria compartida que se completó en 1988. El equipo de desarrollo estaba dirigido por el profesor David Kuck . Este sistema SMP (multiprocesamiento simétrico) incorporaba avances en redes de interconexión, soporte de paralelismo por parte de la unidad de control, compiladores optimizadores y algoritmos y aplicaciones paralelas. En ocasiones se lo conoce como ILLIAC V.
El diseño del ILLIAC 6 comenzó a principios de 2005 en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, dirigido por Luddy Harrison. [6] Se concibió como una supercomputadora de comunicaciones de 65536 nodos que utiliza procesadores de señales digitales básicos como nodos de cálculo. [7] Fue diseñado para más de 1,2 cuatrillones de operaciones de multiplicación-acumulación por segundo y un ancho de banda biseccional de más de 4 terabytes por segundo. [8]
El Trusted ILLIAC se completó en 2006 en el Laboratorio de Ciencias Coordinadas y el Instituto de Confianza en la Información de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Era un clúster Linux de 256 nodos , cada uno con dos procesadores.
Los nodos ILLIAC de confianza contenían FPGAs integrados para permitir compiladores inteligentes y modelos de programación, evaluación y validación del sistema, mecanismos de confianza configurables, gestión automatizada de fallos, adaptación en línea y muchos otros marcos de confianza configurables. Cada nodo tenía acceso a 8 GB de memoria en un bus de 6,4 GB/s y estaban conectados a través de PCI-Express de 8 GB/s a los FPGAs. Una red InfiniBand de 2,5 GB/s proporciona la conectividad entre nodos. El sistema se construyó utilizando la ayuda y el soporte de Hewlett-Packard , AMD y Xilinx . [9]
Stretch e ILLIAC II eran competidores. ILLIAC II era de dominio público y Stretch se beneficiaba de los informes técnicos de la UIUC. Los investigadores de la Universidad de Illinois llamaban cariñosamente al proyecto de IBM "St. Retch"
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