Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Суперкомпьютер CrayXT5h





В векторных параллельных системах фирма Сray в узлах использует векторные процессоры или программируемые логические матрицы FPGA.

 

 

«Лезвия» векторной обработки Cray X2

Векторные процессоры сегодня в мире используются редко (естественно, речь не идет о графических процессорах или процессорах х86-архитектуры c векторными расширениями системы команд типа SSE, включающими обработку очень коротких векторов). Кроме унаследованных приложений, к применению векторных систем могут подтолкнуть, пожалуй, только очень высокие требования к пропускной способности оперативной памяти, где векторные процессоры – при обращении к последовательным адресам памяти – обладают преимуществами.

Для таких приложений в Cray XT5h используются «лезвия» векторной обработки Cray X2. Эти вычислительные «лезвия» состоят из двух векторных вычислительных узлов. Каждый узел представляет собой четырехпроцессорную симметричную систему с общим полем оперативной памяти емкостью 32-64 Гбайт (рис. 8).

Векторные процессоры (V) работают на частоте 1,6 ГГц, имеют производительность 25,6 GFLOPS и являются одноядерными. Каждый векторный процессор V содержит суперскалярный процессор и восемь векторных конвейеров. В состав векторного процессора V входит три уровня кэша, в том числе 512 Кбайт кэша второго уровня и 8 Мбайт – третьего. Обеспечивается когерентность кэш-памяти разных векторных процессоров V.

 

 

Рис. 8.

 

Производительность узла составляет свыше 100 GFLOPS (это, однако, меньше, чем у «обычных» узлов на базе процессоров Istanbul), а пропускная способность оперативной памяти в расчете на один векторный процессор V равна 28,5 Гбайт/с.

Внутри узла оперативная память однородна по времени доступа, но при доступе в оперативную память другого узла мы имеем модель NUMA. Для связи векторных узлов применяется другое, разработанное фирмой Cray, межсоединение с топологией «толстого дерева», представляющее собой один из вариантов сети Клоза.

Пропускная способность межсоединения для связей «точка-точка» составляет 9,4 Гбайт/с; в фирме Сray говорят и о низких величинах задержки. Структурно возможно масштабирование векторной подсистемы Cray ХТ5h до 32K векторных процессоров, работающих с общим глобальным адресным пространством.

Таким образом, речь фактически идет о векторной многопроцессорной системе с собственным межсоединением, «погруженной» в Cray XT5. Для взаимодействия векторной подсистемы с межсоединением SeaStar2+ применяются прямые интерфейсы в узлах, имеющие пропускную способность 4,8 Гбайт/с (рис. 4).

«Лезвия» этой векторной подсистемы размещаются в стойках высотой 2м и основанием 1м х 1,6м, вес которых составляет 1,1 тонн, а энергопотребление – до 45 кВт.



 

«Лезвия» с реконфигурируемой структурой

В Cray XT5h могут применяться «лезвия» XR1 с FPGA-процессорами. Каждое такое «лезви»е имеет два узла (рис. 9). Узлы содержат по одному процессору линии Opteron, который каналами HyperTransport связан с SeaStar2+ и с модулем RPU (Reconfigurable Processor Unit) разработки компании DRC Computer.

RPU (всего их в узле два) размещаются в процессорных разъемах AMD Socket 940 и поддерживают три интерфейса HyperTransport (через эти каналы два RPU связаны между собой) и 128-разрядные каналы в оперативную память DDR-400 c пропускной способностью 6,4 Гбайт/с. Этот же тип оперативной памяти используется в узле как локальная память для процессоров Opteron, но емкость последней составляет от 2 Гбайт до 8 Гбайт, а емкость локальной оперативной памяти для RPU – от 1 Гбайт до 4 Гбайт.

Фирма DRC Computer предлагает на рынке несколько моделей RPU; в узлах XR1 применяются RPU LX200/LP, в которых использованы мощные FPGA-процессоры Xilinx Virtex-4. LX-200 содержит 200448 логических ячеек и собственную память на плате с пропускной способностью 14,4 Гбайт/с. В RPU применяется память типа RLDRAM емкостью 256 Мбайт. Пропускная способность «внешних» (для FPGA) HyperTransport-каналов cоставляет 6,4 Гбайт/с – для интерфейса с SeaStar, 3,2 Гбайт/с – для интерфейса с процессорами Opteron.

 

 

 

Рис. 9.

 

В одной системе Cray ХТ5h может содержаться до 30 тыс. FPGA-процессоров Virtex-4, из расчета до 48 узлов (96 RPU) на стойку, с затратами на электропитание – до 12 кВт на стойку. Применение в RPU разъема, совместимого с Socket 940, и поддержка HyperTransport представляется эффективным техническим решением, обеспечивающим высокую пропускуную способность и низкие задержки.

FPGA-подсистема Cray ХТ5h может применяться для задач криптографии, рендеринга, сортировки, при поисках последовательностей, для некоторых задач моделирования и др.

 

 

Контрольные вопросы

 

  1. Какие методы увеличения производительности вычислительных систем вы знаете?
  2. В чем отличие между конвейерной и параллельной обработкой?
  3. Что такое векторизация?
  4. За счет чего увеличивается производительности при векторной обработке?
  5. Какая разница между вектором данных и скаляром?
  6. Можно ли считать вектором двумерный массив данных, например, матрицу?
  7. Какие основные особенности векторно параллельных систем?
  8. Структура векторного процессора Earth Simulator
  9. Структура коммуникационной подсистемы Earth Simulator

 





Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 244; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.003 сек.