Построение коммуникационных сред на основе масштабируемого когерентного интерфейса SCI

SCI (Scalable Coherent Interface) принят как стандарт в 1992 г. (ANSI/IEEE Std 1596-1992). Он предназначен для достижения высоких скоростей передачи с малым временем задержки и при этом обеспечивает масштабируемую архитектуру, позволяющую строить системы, состоящие из множества блоков. SCI представляет собой комбинацию шины и локальной сети, обеспечивает реализацию когерентности кэш-памяти, размещаемой в узле SCI, посредством механизма распределенных директорий, который улучшает производительность, скрывая затраты на доступ к удаленным данным в модели с распределенной разделяемой памятью. Производительность передачи данных обычно находится в пределах от 200 Мбайт/с до 1000 Мбайт/с на расстояниях десятков метров с использованием электрических кабелей и километров — с использованием оптоволокна. SC1 уменьшает время межузловых коммуникаций по сравнению с традиционными схемами передачи данных в сетях путем устранения обращений к программным уровням — операционной системе и библиотекам времени выполнения; коммуникации представляются как часть простой операции загрузки данных процессором (командами load или store). Обычно обращение к данным, физически расположенным в памяти другого вычислительного узла и не находящимся в кэше, приводит к формированию запроса к удаленному узлу для получения необходимых данных, которые в течение нескольких микросекунд доставляются в локальный кэш, и выполнение программы продолжается. Прежний подход требовал формирования пакетов на программном уровне с последующей передачей их аппаратному обеспечению. Точно также происходил и прием, в резуль­тате чего задержки были в сотни раз больше, чем у SCI. Однако для совместимости SCI имеет возможность переносить пакеты других протоколов.

Еще одно преимущество SCI — использование простых протоколов типа RISC, которые обеспечивают большую пропускную способность. Узлы с адаптерами SCI могут использовать для соединения коммутаторы или же соединяться в кольцо. Обычно каждый узел оказывается включенным в два кольца (рис. 5.1).

В отличие от HIPP1, данная технология оптимизирована для работы с динамическим трафиком, однако может быть менее эффективна при работе с большими блоками данных. Протокол передачи данных обеспечи­вает гарантированную доставку и отсутствие дедлоков. Протокол SCI до­статочно сложен, он предусматривает широкие возможности управления трафиком, но использование этих возможностей предполагает наличие развитого программного обеспечения. На коммуникационной технологии SCI основана система связи гиперузлов CTI (Convex Torroidal Interconnect) в системах HP/Convex Exemplar X-class, кроме того, на ней построены кластерные системы SCALI Computer, системы семейства hpcLine компании Siemens, а также cc-NUMA сервера Data General и Sequent.

Рис. 5.1. Матрица узлов кластера на основе сети SCI

Традиционная область применения SCI — это коммуникационные среды многопроцессорных систем. На основе этой технологии построены, в частности, компьютеры серии hpcLine от Siemens или модульные серверы NUMA-Q от IBM, ранее известные как Sequent.

Модульные SCI-коммутаторы Dolphin позволяют потребителям строить масштабируемые кластерные решения класса предприятия на платформах Windows NT/2000/XP, Linux, Solaris, VxWorks, LynuxWorks и NetWare с использованием стандартизированного оборудования и программного обеспечения.

Таблица 5.1.

Производители оборудования	Dolphin Interconnect Solutions и др.
Показатели производительности	Для продуктов Dolphin: пиковая пропускная способность — 667 Мбит/с. Аппаратная латентность — 1,46 мксек.
Программная поддержка	Драйверы для Linux, Windows NT, Solaris. ScaMPI - реализация MPI компании Scali Computer для систем на базе SCI. SISCI API — интерфейс программирования нижнего уровня.
Комментарии	SCI (ANSI/IEEE 1596-1992) - стандартизи­рованная технология. Кроме стандартной сетевой среды, SCI поддерживает построе­ние систем с разделяемой памятью и с коге­рентностью кэшей. На коммуникационной технологии SCI основаны кластерные систе­мы компании SCALI Computer, системы се­мейства hpcLine компании Siemens, а также cc-NUMA-сервера Data General и Sequent. Технология SCI использовалась для связи гиперузлов в системах HP/Convex Exemplar X-class.

Дата добавления: 2014-01-14