Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.483

линии связи пакеты целиком не сохраняются. Как только очередной байт пакета прибывает на транзитный узел, он передается вдоль маршрута далее, не дожидаясь получения всего пакета. Допускается как динамическая (адаптивная), так и статическая (фиксированная) маршрутизация. Для реализации виртуальной сквозной маршрутизации на микросхеме имеются несколько специализированных устройств.

В дополнение к основному трехмерному тору, обеспечивающему обмен данными, есть и другие коммуникационные сети. Вторая сеть имеет древовидную структуру. В системах с высокой степенью параллелизма, таких как BlueGene/L, для выполнения многих операций требуется участие всех узлов. В качестве примера рассмотрим задачу поиска наименьшего из 65 536 значений, каждое из которых хранится в отдельном узле. Если все узлы связаны в древовидную структуру, каждые два узла могут отправить вышестоящему узлу свои значения, тот может выбрать из них меньшее и передать его выше. При таком подходе в корневой узел попадает лишь необходимый минимум информации (представьте, если бы каждый из 65 535 узлов непосредственно передал сообщение корневому узлу).

Третья сеть используется для глобальных приостановок и прерываний. Некоторые алгоритмы требуют поэтапного выполнения, когда каждый узел, закончив свой этап, не переходит к следующему, а ожидает, пока тот же этап закончат все остальные. Особая барьерная сеть позволяет программно задавать эти этапы и приостанавливать вычисления на всех процессорах, завершивших свой этап раньше остальных. Когда все процессоры завершают свой этап, вычисления продолжаются. Та же барьерная сеть используется для прерываний.

Четвертая и пятая сети построены на основе технологии Gigabit Ethernet. Одна из них соединяет узлы ввода-вывода с файловыми серверами, не входящими в систему BlueGene/L, а также с Интернетом; другая используется для отладки системы.

На каждом вычислительном и коммуникационном узле работает специализированная малая операционная система, поддерживающая одного пользователя и один процесс. Процесс может иметь два программных потока, по одному на каждый процессор в узле. Эта простая структура была выбрана за ее высокую производительность и надежность.

Для повышения надежности прикладная программа может создать точку сохранения, вызвав библиотечную процедуру. После того как в сети закончится передача всех еще не переданных сообщений, можно создать глобальную точку сохранения, чтобы при сбое системы задание можно было запустить с этой точки, а не с самого начала. Узлы ввода-вывода работают под управлением традиционной ОС Linux и поддерживают многозадачность. Дополнительную информацию о BlueGene/L можно найти в [2, 7, 8, 26].

Red Storm

В качестве второго примера систем МРР рассмотрим разработанную в национальной лаборатории Sandia машину Red Storm (также называемую Thor's hammer). Лаборатория Sandia выполняет секретные и несекретные задания департамента энергетики США. Среди секретных работ можно назвать моделирование ядерных взрывов, требующее очень интенсивных вычислений.