Embedded Supercomputing

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1 INFORMATIONSTECHNIK UND ARMEE Vorlesungen an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich im Wintersemester 2001/2002 Leitung: Untergruppe Führungsunterstützung - Generalstab Divisionär E. Ebert, Unterstabschef Führungsunterstützung Embedded Supercomputing Referent: Prof. Dr. Anton Gunzinger Diese Vorlesung wurde durch die Stiftung HAMFU digitalisiert und als PDF Dokument für aufbereitet.

2 7-1 HAMFU - Seite 1

3 4-2 Embedded Supercomputing Der (Hochleistungs-/Super-) Computer ist in ein System fest eingebaut und von aussen nicht wahrnehmbar. P: SCS extern/präsentationen/vorträge 2002/Embedded Supercomputing Copyright by Supercomputing Systems Die Computerrevolution PC-Welt: 100 Mio PC's Jahr Embeded-Welt: 4000 Mio Prozessoren/Jahr -> (5 Prozessoren/Person in der westlichen Welt) P: SCS extem/präsentationen/votträge 2002/Embedded Supercomputing 7 HAMFU - Seite 2

4 4-3 Technology Trends/ Moor's Law 100,000 10,000 a!c 1,000, 0 tn * * ' 100 re en a> % of Moor s Law through lithography Source: I B M Corporation Year P: SCS extern/präsentationen/vorträge 2002/Embedded Supercomputing Copyright by Supercomputing Systems Technology Trends/ Moor's Law upercomputing Systems 25% of Moor s Law through smaller, faster transis tors Source: I B M Corporation P: SCS extem/präsentationen/votträge 2002/Embedded Supercomputing C Copyright by Supercomputing Systems HAMFU - Seite 3

5 5-4 Technology Trends/ Storage CM a 10,000 progress slows down due to technological challenges 25% CGR Lab Demos 60% CGR 100% CGR Products progress accelerates enabled by technological breakthroughs, including MR, GMR heads Areal density CGR continues at 100%/year to > 100 bit/in2 Source: I B M Corporation Lab demos (year 2000) at >60 Gbit/in2 P: SCS extem/präsentationen/vorträge 2002/Embedded SuperComputing Copyright by Supercomputing Systems Technology Trends P: SCS extern/präsentationen/vorträge 2002/Embedded Supercomputing HAMFU - Seite 4

6 5-5 Die treibenden Kräfte im Computerbau Entertainment Militär P: SCSextern/Präsentationen/Vorträge2002/Embedded Supercomputing ^ Copyright by Supercomputing Systems Entertainment und T echnologie Radio Telefon TV CD Laser P: SCSext em/präsent ationen/ Vorträge 2002/Embedded Supercomputing -j Copyright by Supercomputing Systems HAMFU - Seite 5

7 5-6 Entertainment und Technologie Xbox von MS. Kompletter PC mit stärkstem Graphikprozessor. Verkaufspreis $299. P: SCSextern/PräsentatiuneiV Vorträge 2002/Embedded Supercompunng 1 2, l M m g 2Q01 C o p y r i g h t b y S i p e r c o m p u t i n g S y s t e m s Neue Technologien Video Kameras Digitale Signalprozessoren GPRS ADSL Web-Prozessoren Verteilte Intelligenz P: SCSextern/Präsentationen/ Vorträge 2002/Embedded SuperComputing Copyright by Supercompuüng Systems HAMFU - Seite 6

8 5-7 Digitale Videokameras Auf lösung: 480 x 280 Bildpunkte Integrierte Analog/Digital-Wandler Kasten: 15 $ Anwendungen: Webkam, Überwachung, Industrie P: SCS extern/präsentationen/vorträge 2002/Embedded Supercomputing Copyright by Supercomputing Systems Digitale Signalprozessoren 1-Chip Prozessoren Speziell für Multiplikation/Addition Integrierte Analog/Digital Wandler Rechenleistung: 'OOO Millionen Operationen pro Sekunde Kosten: 5 $ $ Anwendungen: Modems, intelligente Sensoren, intelligente Systeme P: SCS extern/präsentationen/vorträge 2002/Embedded Supercomputing Copyright by Supercomputing Systems HAMFU - Seite 7

9 5-8 ôprs (Generai Packed Radio Service) Handy: Datenkanal über Handy (40-50 kbit/s, Zukunft bis kbit/s) Anwendung; verteilte drahtlose Kommunikation, z.b. Einsammeln von verteilten Daten P: SCS extem/präentationen/vorträge 2002/Embedded Supercomputing Copyright by SuperComputing Systems ADSL upercomputing Systems Kommunikation über Telefonleitungen Vorgestern: analog bis 4.5 khz (Modem bis 56 kbit/s) Gestern: ISDN (Integrated System Date Network), 2x64 kbit/s Heute: ADSL (Assymetric Data Subscriber Line) 256 kbit/s - 8 Mbit/s (Kabellänge auf 10 km limitiert) Anwendungen: Schneller Internet Zugr iff, Video-on-demand, Audio-on-demand P: SCSextern/Präsentationen/ Vorträge 2002/Embedded Supercomputing Copyright by Supercomputing Systems HAMFU - Seite 8

10 5-9 Web - Prozessoren É I É 3 Ë WÊÊs^ÊoÊ Web-Server auf jedem Kontroller Kosten: $ Anwendungen: Weltweiter Service/ Diagnose von Maschinen, Maschinensteuerungen, Überwachungen, Autonome Systeme, vernetzte Haushaltgeräte P: SCS extern/präsentationen/vorträge 2002/Embedded Supercomputing Copyright by Supercomputing Systems Verteilte Prozessoren I Beispiel : Informationsweiterleitung im Auto Gestern Scheinwerfer >8) Scheinwerfer Schlusslicht Schlusslicht Im Auto werden rund 300 Kabel verlegt P: SCSextern/Präsentationen/Vorträge 2002/Embedded Supercomputing Copyright by Supercomputing Systems HAMFU - Seite 9

11 5-1 0 Verteilte Prozessoren I I Beispiel : Informationsweiterleitung im Auto heute P4 Ì6Ò P3 Kommunikationssystem Ein einziges Kommunikationssystem E H X ] isïêé Scheinwerfer Scheinwerfer 5Schlusslicht Schlusslicht P: SCS ext em/präsentationen/vorträge 2002/Embedded Supercomputing Copyright by Supercomputing Systems HAMFU - Seite 10