Серверы суперкомпьютеры

§1 Архитектуры параллельных компьютеров

1. За счёт чего выросла производительность

конвейер
прогноз ветвлений и т. д.
параллелизм
много процессоров, банков

Основная проблема – взаимодействие паралл. работающих устройств

проц-ы

память

УВВ

2. Топология

диаметр – расстояние (в этапах) между наиболее удалёнными узлами

размерность – число цепочек, пересекающихся в каждом узле

0:

- звезда

-

1:

- кольцо

- решётка

- 2М тор

2:

3:

- куб

4:

4М куб

3М тор

Чем больше размерность, тем меньше задержки, поскольку отношение диаметра к числу

Connection Machine 2

3. Маршрутизация

от источника: источник определяет весь путь заранее и прикрепляет

пространственная: по осям на нужное число узлов

не создаёт тупиковых ситуаций

4. Организация памяти

совместная: единое физическое адресное пространство

распределённая: физически раздельное, логически единое

Обмен данными при распред. организации:
проц. определяет, у кого есть нужные

Совместную память легко программировать, но трудно сделать (гигабайты)
Распределённую – наоборот

Комбинации

§2 Расширяемый связный интерфейс – РСИ

1. Назначение

Scalable Coherent Interface –

Примеры:
управление ядерным реактором
крылатая ракета
танк-робот
комплекс ПВО
прогноз погоды,

2. Организация

а) Основной элемент РСИ – «узел»

Ключ

Проходной FIFO

Дешифратор адреса

Выходной FIFO

Входной FIFO

Прикладные

Пакет поступает на дешифратор адреса
Если адрес в пакете =

Иначе пакет попадает в проходной FIFO и, если ключ открыт,

б) Простейшая структура РСИ – «колечко»

1

2

N

N ∈ (2, 65536)

Пакеты бегут в

Много узлов в колечке невыгодно

Большие системы состоят из колечек, связанных переключателями

Н-р,

Колечко N=4

Звезда N=2

в) Двойной узел

Узел+

Прикладные схемы

Узел-

вх-

вых-

вх+

вых+

Из двойных узлов компонуют резервированные колечки «Гигаринг»

В случае разрыва одного колечка, работает оставшееся

Н-р:

Если разрушены один-два узла, то колечко просто укорачивается

Живучесть системы

г) Дворник колечка

удаляет повреждённые пакеты
управляет синхронизацией узлов
полностью очищает

д) Инициализация системы

при включении питания каждый узел запускает свой тактовый

программа высшего уровня активизирует переключатели между колечками
затем присваивает каждому

3. InfiniBand

Наследник РСИ:
обработка пакетов в узле
менеджеры подсетей –

Схема кодирования 8В/10В: 8 разрядов данных + 2 разряда для синхронизации

Пропускная способность

1x-1x

4x-1x

4x: 16 жил

Медные кабели до 17 м

Сетевая карта на 40 Гбит/с

Для PCI Express 2.0: (5 млрд. транзакций/c)