PARS-Mitteilungen 2007 - Parallel-Algorithmen, -Rechnerstrukturen ...

Das fehlertolerante Multiprozessorsystem DIRMU
Rückblick auf Arbeiten bei Prof. Händler 1977 – 1989
Erik Maehle
Institut für Technische Informatik
Universität zu Lübeck
Ratzeburger Allee 160, 23538 Lübeck
maehle@iti.uni-luebeck.de
1. Einleitung
Anfang der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts galten Multiprozessoren noch als exotisch und große
modular erweiterbare Multiprozessorsysteme (der Begriff „Skalierbare Parallelrechner“ wurde erst
in den 80er Jahren gebräuchlich) mit Hunderten oder Tausenden von Prozessoren als utopisch. Vor
dem Hintergrund, dass zu dieser Zeit CPUs die Größe von Kleiderschränken besaßen und die in
Assembler geschriebenen Betriebssysteme schon für Monoprozessoren die Grenzen der Beherrschbarkeit
erreicht hatten („Software-Krise”), ist diese Einschätzung verständlich. Nur wenige Forschungsgruppen
befassten sich daher damals mit Parallelem Rechnen.
Einer der Pioniere auf diesem Gebiet war Prof. Dr. Wolfgang Händler, auf dessen Initiative und
unter dessen Leitung am IMMD III der Universität Erlangen-Nürnberg die beiden Multiprozessor-
Projekte EGPA [HHS76] und DIRMU [HäR80] durchgeführt wurden. Im Folgenden wird ein kurzer
Rückblick auf die Arbeiten zu DIRMU gegeben. Da der Autor bei Prof. Händler hauptsächlich
auf dem Gebiet der Fehlertoleranz für DIRMU gearbeitet hat, wird dieser Aspekt ausführlicher behandelt,
wobei weitgehend auf die Darstellung in [Mae02] zurückgegriffen wird.
Die Notwendigkeit der Fehlertoleranz wurde zwar von den Pionieren der Multiprozessorforschung
durchaus gesehen, stand aber wegen der vielen anderen grundlegenden Probleme nicht im Zentrum
des Interesses. Auch das Erlanger EGPA-Projekt beinhaltete diesen Aspekt zunächst nicht. Inspiriert
vor allem durch einen Übersichtsartikel von A. Avizienis [Avi75] wurden in der Diplomarbeit
von E. Maehle unter Betreung von Dr. R. Klar die bis dahin bekannten Fehlertoleranzverfahren
systematisch zusammengestellt, ein erstes graphentheoretisches Rekonfigurationsmodell für konfigurierbare
modulare Systeme entwickelt und auf EGPA exemplarisch angewendet [Mae77]. Allerdings
wurde Fehlertoleranz auf EGPA nicht implementiert, sondern erst auf dem DIRMU-
Multiprozessorsystem.
2. DIRMU
Das Projekt DIRMU (Distributed Rekonfigurable Multiprocessor Kit), das am IMMD III ab Ende
der Siebziger Jahre durchgeführt wurde, beruhte im Gegensatz zu EGPA bereits auf der zu dieser
Zeit aufkommenden Mikroprozessortechnologie. Grundelement ist der sog. DIRMU-Modul, bestehend
aus Mikroprozessor, Multiportspeicher und I/O. DIRMU besitzt keine feste Topologie, vielmehr
können über steckbare Verbindungen verschiedene Topologien mit begrenzten Nachbarschaften
(z.B. Ringe, Tori, Hypercubes, Bäume sowie die bei EGPA verwendete Pyramide) flexibel konfiguriert
werden (Baukastenprinzip).
Damit bot sich DIRMU für fehlertolerante Systeme besonders an. Im Rahmen von Voruntersuchungen
baute der Autor 1980/81 mit einer Gruppe Studenten und dem chinesischen Gastwissen-
5