Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.484

Sandia давно в этом бизнесе и многие годы обладает самыми мощными суперкомпьютерами. В течение десятилетий здесь отдавалось предпочтение векторным суперкомпьютером, но в определенный момент, благодаря развитию технологии и изменениям в экономике, на смену им стали приходить МРР-машины. Начиная с 2002 года, использовавшаяся тогда МРР-машина под названием ASCI Red, стала все сильнее «пробуксовывать». Хотя в ней было 9460 узлов, вместе они предлагали лишь 1,2 Тбайт ОЗУ и 13,5 Тбайт дискового пространства, к тому же система в целом с трудом поддерживала производительность 3 тера-флоп/с. Поэтому в 2002 году в Sandia решили заменить ASCI Red, выбрав в качестве долгосрочного поставщика суперкомпьютеров компанию Cray Research.

Новая система была поставлена в августе 2004 года, что очень быстро для разработки и реализации столь большой машины. Причина такой оперативности состоит в том, что мультикомпьютер Red Storm построен почти исключительно из обычных имеющихся в продаже компонентов. Исключение составляет только специализированная микросхема, используемая для маршрутизации.

Для Red Storm был выбран процессор Opteron производства компании AMD. Этот выбор обусловили несколько его ключевых характеристик. Первая — поддержание трех режимов работы. В унаследованном режиме на этом процессоре без всякой модификации можно выполнять обычные программы, рассчитанные на Pentium. В режиме совместимости операционная система работает как 64-разрядная и может адресовать до 264 байт памяти, в то время как прикладные программы являются 32-разрядными. Наконец, в 64-разрядном режиме машина целиком становится 64-разрядной и может адресовать все 64-разрядное адресное пространство. Причем в 64-разрядном режиме одновременно могут работать и 32-разрядные, и 64-разрядные программы, что упрощает обновление системы.

Еще одной ключевой характеристикой Opteron является тщательная проработка вопросов пропускной способности памяти. В последние годы процессоры становились все быстрее и быстрее, заметно опережая в этой гонке память. В результате, в случае кэш-промаха в кэше второго уровня время обращения к памяти значительно возрастает. Инженеры AMD установили в процессор Opteron контроллер памяти, работающий на частоте процессора, а не на частоте шины памяти, что повышает производительность памяти. Контроллер может работать с восемью модулями DIMM по 4 Гбайт каждый, что дает максимальный объем памяти в 32 Гбайт. В системе Red Storm для каждого процессора Opteron устанавливается 2-4 Гбайт, но нет сомнений, что со временем, по мере удешевления памяти, это значение будет увеличено. Другая возможность повышения производительности системы — замена процессоров Opteron двухъядерными моделями, что теоретически должна удвоить вычислительную мощность.

Каждому процессору Opteron выделяется собственный специализированный сетевой процессор под названием Seastar производства IBM. Это критически важный элемент системы, так как практически весь обмен информацией между процессорами происходит через сеть Seastar. Без высокоскоростной коммуникационной сети, функционирование которой поддерживают эти микросхемы, система быстро бы «утонула» в данных.