Новосибирский государственный университет

Факультет информационных технологий

ICT SBRAS

Словарь терминов в коллекции "Вычислительные системы"

Cray T3E

Система с массовым параллелизмом Cray T3E создана с учетом опыта создания и эксплуатации ВС Cray T3D . Она была построена в 1995 году. Количество элементарных процессоров в ВС достигает 2048, производительность - 2,76 TFLOPS, емкость памяти - 1 Тбайт. Цена 128-процессорной конфигурации Cray T3E составила 3...4 млн долл.
Производительность ВС определяется как количеством процессоров, так и возможностями базового микропроцессора. Выделяют несколько модификаций ВС: Cray T3E, Cray T3E-900, Cray T3E-1200, Cray T3E-1200Е, Cray T3E-1350, с тактовыми частотами от 300 до 675 МГц. Барьер производительности 1 TeraFLOPS, т.е. 1012 операций с плавающей запятой в секунду над 64-разрядными данными, был впервые преодолен на системе CrayТЗЕ-1200 в 1998 году.

Архитектура ВС Cray T3E относится к классу MIMD , но она более развитая по сравнению с совместимой архитектурой Cray T3D .

В ВС Cray T3D был реализован только монопрограммный режим. Следовательно, если для решения какой-либо задачи не требовались все ресурсы ВС, то имели место простои неиспользованных ЭП. В Cray T3E мультипрограммирование позволяет избежать простоев элементарных процессоров. В системе Cray T3D допускались конфигурации только с числом ЭП, кратным 32. В системе Cray T3E существенно шире возможности по формированию конфигураций, адекватных сферам применения.Функциональные структуры ВС Cray T3D и Cray T3E на макроуровне полностью идентичны. Каждая из них представляется композицией множества ВУ, коммуникационной сетью в виде трехмерного тора, каналов ввода-вывода и средств синхронизации. Однако при технической реализации Cray T3E нашли место новшества.


Вычислительный узел Cray T3E

Ядром элементарного процессора ВУ в любой модификации Cray T3E служит микропроцессор семейства DEC 21164 Alpha.

Элементарный процессор располагает своей локальной памятью, емкость которой варьируется от 64 до 512 Мбайт (в зависимости от модификации ВС, в частности). В системе Cray T3E-1350 локальная память ЭП составляет 250...512 Мбайт и формируется из 64-Мбайтных DRAM-схем .
В вычислительном узле ВС Cray T3E в отличие от ВУ системы Cray T3D предусмотрена специальная связь для непосредственного подключения устройств ввода-вывода информации. Эта связь предоставляет потенциальную возможность подключения к любому ВУ внешних средств. Однако далеко не все ВУ должны оснащаться устройствами ввода-вывода. Если же такое подключение имело место, то устройство ввода-вывода становилось общим ресурсом для четырех вычислительных узлов.


Коммуникационная сеть Cray T3E

Сеть межузловых связей Cray T3E представляет собой трехмерный тор с двунаправленными каналами. Она имеет малое время задержки при пересылке сообщений (обладает низкой латентностью) и характеризуется значительной шириной полосы пропускания. Так, например, модификация Cray T3E-1350 имеет быстродействие 650 Мбайт/с в каждом из двух направлений передачи информации. Данная сеть в 3-4 раза превосходит по быстродействию аналогичную сеть Cray T3D .


Каналы ввода-вывода Cray T3E

В системе Cray T3E реализована возможность осуществлять обмен информацией с внешней средой через множество каналов ввода-вывода (портов).
Каналы ввода-вывода ВС Cray T3E интегрированы в трехмерную коммуникационную сеть так, что их количество всегда пропорционально числу элементарных процессоров в любой конфигурации системы. Таким образом, при масштабировании ВС происходит и адекватное масштабирование пропускной способности каналов ввода-вывода.
Ясно, что все каналы ввода-вывода (все их узлы ввода и вывода) Cray T3E закоммутированы в два гигакольца, данные по которым перемещаются в противоположных направлениях. Суммарная пропускная способность этих гигаколец равна 1 Гбайт/с; максимальная полоса пропускания любого интерфейса гигакольца составляет 500 Мбайт/с.


Конструктивные особенности системы Cray T3E

Вычислительная система Cray T3E изготовляется в двух вариантах корпусов: с воздушным и жидкостным охлаждением. В первом варианте конструктивный модуль для компоновки (масштабирования) ВС представляется платой из четырех элементарных процессоров, а при применении жидкостного охлаждения подобный модуль имеет две платы (8 ЭП). Следовательно, в системах с воздушным или жидкостным охлаждением масштабирование осуществляется на величину, кратную 4 или 8 ЭП соответственно. При этом каждая 4-процессорная плата имеет только один вывод на разъем корпуса для ее включения в гигакольцо ввода-вывода.
В корпусе с жидкостным охлаждением (например, Cray T3E-1350) размещается 272 ЭП, из которых 256 ЭП являются основными, а остальные 16 ЭП составляют избыточность (резерв). Следовательно, на каждые 16 основных ЭП предусматривается один избыточный процессор. Максимальная конфигурация ВС Cray T3E размещается в восьми корпусах и насчитывает 2176 элементарных процессоров, из которых число основных ЭП равно 2048.
Ясно, что в любой конфигурации Cray T3E избыточность оценивается 6,25%, и она используется компонентами операционной системы и обеспечивает высокий уровень надежности ВС в целом.


Программное обеспечение Cray T3E

Архитектурные особенности MPP-систем потребовали от Cray Research Inc. разработки нового ПО, учитывающего мировой опыт и традиции в параллельном программировании, а также в программировании PVP-систем Cray.
Операционная система UNICOS/mk, разработанная для ВС Cray T3E, является распределенной и масштабируемой версией UNICOS (последняя использовалась в PVP-системах : Cray-1 , Cray X-MP , Cray-2 ; UNICOS - в свою очередь, производная от системы UNIX).
Масштабируемая ОС UNICOS/mk разделена на программы - серверы, распределенные по элементарным процессорам ВС Cray T3E. Локальные серверы ОС обрабатывают запросы, специфичные для каждого ЭП ВС. Глобальные серверы обеспечивают общесистемные возможности, такие как управление процессами и файловые операции. Последние серверы размещаются в специальных системных ЭП и не дублируются в пределах ВС.Система UNICOS/mk поддерживает масштабируемую архитектуру ввода-вывода Cray T3E. Она использует стандартные утилиты и команды ОС UNIX, следовательно, она обеспечивает знакомую операционную среду для пользователей и администраторов.

Литература

Дополнительная:

  1. Хорошевский В.Г. Архитектура вычислительных систем: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 520 с.

Ключевые термины:  cray;   системы с массовой параллельной обработкой;

Контекстный поиск: Задайте образец для поиска:
    
|Список основных тем курса|
   
Федотова Ольга 		[SBRAS]

НГУ
ФИТ НГУ
ИВТ СО РАН
© 2012-2024, Новосибирский государственный университет, Новосибирск
© 2004-2024, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 2004-2024, Федотов А.М.
    Дата последней модификации: 04.12.2013